Устройство для измерения коэффициента теплопроводности

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Соцналистическик

Республик 1 1 004839 (61) Дополнительное к авт. свид-ву- (22) Заявлено 240981 (21} 3319081/18-25

Р М g+ з

G 01 и 25/18 с присоединением заявки ¹Государственный комитет

СССР по делом изобретений н открытий (23) ПриоритетОпубликовано 150383. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 15.0383 (53) УДК 536. б (088.8) -6 д.

К.И.Абдуллаев а - .- :, - Я

74%

Jt

Азербайджанский попитехнический институт им.Чинги

Иль дрыма

1 (72} Автор изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА

ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ

Изобретение относится к исследова нию теплофизических характеристик, в частности для исследования теплопроводности твердых материалов.

Известно устройство для измерения теплопроводности, состоящее из блоков нагрева и охлаждения, осуществляющих подачу теплового потока известной величины через стержневой образец(.1) °

Недостатком известного устройства является сложноСть учета потерь тепла с боковой поверхности образца в окружающее пространство.

Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения теплопроводности материалов, содержащее термостатируемый цилиндрический корпус, внутри которого размещен теплоизолятор в виде полого цилиндра, у торцов которого размещены токоподводящие элементы. Образец выбирается настолько длинным, что тепловой поток, подводимый к торцу образца, полностью рассеивается через боковую поверхность 2).

Однако известное устройство характеризуется ограниченной точностью измерения, вследствие необходимости выбирать геометрию образца и условия теплообмена так, что боковые тепловые потери равны рабочему тепловому потоку, подводимому к торцу образца. В реальных условиях это достигается лишь приближенно. Кроме того, объемный разогрев образца обуславливает повышенную погрешность из-за непостоянства сечения образца по его длине.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее термостатируемый цилиндрический корпус, внутри которого размещен теплоизолятор в виде полого цилиндра, у торцов которого размещены токоподводящие элементы и внутри расположены исследуемые образцы, дополнительно содержит два цилиндрических стержня с теплосъемниками, перемещающимися вдоль стержней, и три нагревателя, выполненные в виде таблеток с диаметрами, равньвли диаметрам стержней, 25 которые расположены соосно со стерж-нями, при этом два из них — co стороны наружных торцов, а третий расположен между стержнями.

На чертеже изображена установка, ЗО общий вид.

1004839

Установка состоит из двух образцов 1, размещенных внутри оболочки 2 и отделенных от нее теплоизоляторами 3 и 4. Оболочка 4 снабжена измерителем температуры. Между торцами образцов зажаты три плоских злект1ронагревателя 10. Сборка из образцов и нагревателей зафиксирована между торцами токоподводов 7 поджимными устройствами 8. Клеммы 6 служат для соединения токоподводов с источ- 1О ником электропитания. На токоподводах смонтированы подвижные теплосъемники 5, обеспечивающие теплосъем с возможностью его регулирования. Для температурных измерений используют- 15 ся термопары 9.

Высокая стабильность работы теплосъемников достигается тем, что хладагент омывает непосредственно стержни — токоподводы, циркулируя между ними и оболочкой.

Устройство работает следующим образом.

Образцы изготавливаются в виде цилиндров, по их образующим устанавливают термопары. Образцы помещают в термостатируемый цилиндрический корпус, снабженный температурным датчиком. Между образцом и боковыми стенками корпуса обеспечивается постоянство теплового сопротивления., Подвод тепла осуществляется к

"горячему" торцу образца, а отвод теплового потока производится через теплосъемник на противоположном торце. 35

После установления стационарного теплового состояния регистрируют разности температур для каждого образца и корпуса, а затем проводят расчет коэффициента теплопроводности. 4п

Таким образом, использование плоских электронагревателей выгодно отличает предлагаемое устройство от укаэанного прототипа, так как уменьшается составляющая погрешности, обусловленная объемным разогревом стержневого образца. Предложенное устройство позволяет осуществлять поверхностный нагрев; (от центрального нагревателя сумметричной пары образцов, при этом симметрия нагрева точно выдерживается за счет подвижных холодильников.

Кроме того, предложенное устройство отличает высокая точность измерения, малое время установления теплового режима и простота обслуживания.

Формула иэрбретения

Устройство для измерения коэффициента теплопроводности, содержащее термостатируемый цилиндрический корпус, внутри которого размещен теплоизолятор в виде полого цилиндра, у торцов которого размещены токоподводящие элементы, а внутри расположены исследуемые образцы, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно дополнительно содержит два цилиндрических стержня с теплосъемниками, перемещающимися вдоль стержней, и три нагревателя, выполненные в виде таблеток с диаметрами, равными диаметрам стержней, которые расположены соосно со стержнями, прн этом два из них — со стороны наружных торцов, а третий расположен между стержнями.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Методы испытания, контроля и иссследования машиностроительных материалов. Под ред. A.T.Тумакова °

T.1, М., "Машиностроение" 1971, с.330.

2. Специальный физический практикум. Под ред. Г.В. Спивак. Т.1, М.-Л, ОТИЗ, 1948, с.223.

1004839

BHHHIlH Эакаэ 1872/54 Тираж 871 Подписное

Филиал ППП "Патент", г,Ужгород, ул.Проектная,4