Устройство для определения теплопроводности материалов

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ МАТЕРИАЛОВ, состоящее из термопары с двумя дополнительными разноименными термоэлектродами , подключенными к источнику постоянного тока и регистратору термо-ЭДС , отличающееся тем, что, с целью увеличения точности определения , в устройство дополнительно введена термопара с двумя дополнительными разноименными термоэлектродами , соединенная одним основным термоэлектродом с одноименным основным термоэлектродом первой термопары, а свободные основные термоэлектроды термопар подключены к регистратору термо-ЭДС , причем дополнительные термоэлектроды второй термопары соединены с вторым источником постоянного тока. 2. Устройство по п, 1, отличающееся тем, что в него дополнительно введен диск из теплоизоляционного материала, на одной стороне g которого размещен спай одной термоО ) пары и массивный эталон., на другой .спай другой термопары.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 3(51) G 01 N 25/ 1 8

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMV CBNQETEJlbCTBY

ВИЙЕ (,(ю j pg s

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 346 151 2/18-25 (22) 02.07.82. (46) 23.06.84. Бюл. )) 23 (72) Ю.С,Даниэлян и В,С.Эайцев (71) Государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной и газовой промышленности им. В.И.Муравленко (53) 536. 2(088,8) (56) 1, Авторское свидетельство СССР

)) 542945, кл. G 01 N 25/18, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

)) 873085, кл. G 01 N 25/18, 1981 (прототип), (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ МАТЕРИАЛОВ, состоящее из термопары с двумя дополнительными разноименными термоэлектродами, подключенными к источнику постоянного тока и регистратору термо-ЭДС, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения точности определения, в устройство дополнительно введена термопара с двумя дополнительными разноименными термоэлектродами, соединенная одним основным термоэлектродом с одноименным основным термоэлектродом первой термопары, а свободные основные термоэлектроды термопар подключены к регистратору термо-ЭДС, причем дополнительные термоэлектроды второй термопары соединены с вторым источником постоянного тока.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в него дополнительно введен диск из теплоизоляционного материала, на одной стороне ю

-Р которого размещен спай одной термопары и массивный эталон., на другой спай другой термопары.

109926 3

Изобретение относится к теплофизическим измерениям и может быть использовано для определения теплопроводности жидкостей и твердых материалов.

Известно устройство для определения теплопроводности твердых образцов, содержащее эталон, нагреватели образца и эталона, теплоприемник, тепломеры (1), Работа устройства основана на следующем свойстве, Если иа концах эталона и образца, имеющих одинаковую высоту, создана одна и та же разность температур, тО плотности установившихся.тепловых потоков через эталон и образец пропорциональны их коэффициентам теплопроводности.

Недостатком даииого устройства является необходимость готовить для измерений образцы материалов по форме и размерам, совпадающих с этало- 20 ном. Кроме того, для проведения замеров нужно иметь термостат для поддержания постоянства температуры теплообменника. Все это затрудняет определение твплопроводности в поле- 25 вых условиях, Блиаайщим техническим решением к предлагаемому является устройство дчя определения теплофизических свой ст в материалов, состоящее из датчика, выполненного .в виде термопары, имеющей два дополнительных разноименных термоэлектрода, подключенных к источнику постоянного тока, и служащей одновременно нагревателем, холодильником и датчиком температуры )2) .

Недостатками известного устройства являются ограниченная точность измерений, необходимость измерения небольших перепадов температур, для чего требуется сложная аппаратура, а 4О также необходимость предварительной тарнровки устройства.

Цель изобретения — увеличение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем,45 что в устройство для определения теплопроводности материалов, состоящее из термопары с двумя дополнительными разноименными термоэлектродами, подключенными к источнику постоянно- $Q

ro тока и регистратору термо-ЭДС, дополнительно введена термопара с дву — мя дополнительными разноименными термоэлектродами, соединенная одним основным .термоэлектродом с одноименным основным термоэлектродом первой термопары, а свободные основные термоэлектроды термопар подключены к регистратору термо-ЭДС,причем дополнительные термоэлектроды второй термопары соединены со вторым источником постоянного тока.

В устройство введен дополнительно диск из теплоизоляционного материала, на одной стороне которого размещен спай одной термопары и массивный эталон, на другой стороне — спай другой термопары.

На фиг. 1 показана схема устройства; на Фиг. 2 - схема устройства с диском.

На схеме (Фиг, 1) представлено устройство, позволяющее определить теплопроводность жидкостей и твердых сыпучих или волокнистых материалов диФФеренциальным методом. Устройство выполнено из двух термопар, спаи 1 и 2 которых имеют по два основных разноименных термоэлектрода 3, 4 и по два дополнительных разноименных термоэлектрода 5 и б. Эти дополнительные термоэлектроды соединены с источниками 7 постоянного тока. Для регулирования мощности электрического тока, подаваемого на спаи, служащие в качестве нагревателей (холодильников), в цепь дополнительных термоэлектродов включены реостаты 6 и амперметры 9. Термопары одним основным, одноименным термоэлектродом 3 соеди" нены между собой. Свободные основные термоэлектроды 4 термопары подключены к регистратору термо-ЭДС 10. Спаи термопар помещены в эталонный материал 21 и исследуемый материал 12.

На фиг. 2 представлено устройство для определения теплопроводностей жидкостей и твердых материалов, в которое дополнительно введен диск .

).3 из теплоизоляционного материала, на одной стороне которого размещен спай 1 термопары, а на другой — спай

2 термопары и эталонный материал

12, выполненный в виде массивного блока.

Устройство работает следующим образом.

Спай 1 термопары размещают в исследуемой жидкости или внедряют в ис. следуемое твердое тело. Спай 2 термопары размещают в эталонный материап, После установления на спаях равных температур на спай 2 подается электрический ток, постоянный по величине. На спай 1 подается ток по величине такой, чтобы температуры спаев выравнялись.

1

Равенств во температур спаев определяется регистратором термо-ЭДС 10.

После установления стационарного процес а теплопередачи по амперметрам 9 определяются величины токов, подаваемых на спаи 1 и 2, и по этим данным определяют теплопроводность исследуемого материала по формуле:

Ъ=ъ ч

Х э где - теплопроводность эталонного э материала;

1099 26 3

Составитель 3 . Гусева

Редактор П.Коссей Техред Т Маточка Корректор A.Çèìîêîñîà

Заказ 4 365/37 Тираж 8 23 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Iz, I> - величины снл токов подаваемых на спаи, погруженные соответственно в исследуемый и эталонный материал.

Устройство с диском иэ теплоизоляционного материала размещают на исследуемый материал ll так, чтобы спай плотно прилегал к материалу.

Сверху на диск 13 ставят массивный блок из эталонного материала 12.После установления равенства температур на поверхностях материалов подают на спай 2 термопары, приведенной в контакт с эталонным материалом, постоянный ток определенной величины.

На второй спай подается ток, обеспечйваищий равенство температур íà по»» верхностях материалов. Затем как и в первом случае, после установления стационарного процесса теплопередачи, определяют величины токов, подаваемых на спаи термопар и определяют по приведенной выше формуле теплопровод» ность исследуемого материала.

Использование предлагаемого устройства для определения теплопроводности материалов позволяет провести определение с высокой точностью, 1 так как равенство температур определяется простым гальванометром с высокой точностью, а простота устройства позволяет проводить измерения в полевых условиях с использованием

15 простых измерительных приборов беэ отбора образцов, особенно эффективно прн изыскательских работах.