Способ определения теплопроводности материалов

 

Изобретение относится к тепловым испытаниям, а именно к определению теплофизических свойств материалов . Целью изобретения являются повьшгение точности и расширение функциональных возможностей. В способе используют сферический .источник тепла , окруженный исследуемым материалом . Задают два стационарных тепловых режима, каждый из которых характеризуется постоянными температурой и мощностью источника. Повьш1ение точности достигается исключением влияния исходной температуры материала на результат определения теплопроводности . Расширение функциональных возможностей состоит в вычислении д ополнительной величины - исходной температуры материала. Метод может найти применение при исследованиях почв, грунтов и пород в естест- .венных условиях, а также при исследованиях сыпучих материалов и жидких сред. SS (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК. (19) (111 (59 4 С 01 И 25/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ с

I и., ир„ с Ф" „

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ/"",, Н Д BTOPCHQMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ : 6 (21 ) 3928084/31-25 (22) 17.07.85 (46) 23.06.87. Бюл. Ь"- 23 (7 1) Куйбышевский политехнический институт им. В.В.Куйбышева (72) В,Я.Купер и А.А.Новиков (53) 536.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 972359, кл. С 01 N 25/18, 1982.

Авторское свидетельство СССР

В 800844, кл. С 01 N 25/ 18, 1981. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к тепловым испытаниям, а именно к определению теплофизических свойств материалов. Целью изобретения являются повышение точности и расширение функциональных возможностей. В способе используют сферический .источник тепла, окруженный исследуемым материалом. Задают два стационарных тепловых режима, каждый из которых характеризуется постоянными температурой и мощностью источника. Повышение точности достигается исключением влияния исходной температуры материала на результат определения теплопроводности. Расширение функциональных возможностей состоит в вычислении дополнительной величины — исходной температуры материала. Метод может найти применение при исследованиях почв, грунтов и пород в естест. венных условиях, а также при исследованиях сыпучих материалов и жидких сред.

4»» К(Т вЂ” Т, ), Т (Pà/P» ) Т» Та

Р/Р 1

Составитель В.Вертоградский

Редактор А.Шандор Техред A.Êðàâ÷óê Корректор Л.Патай

Заказ 2502/36 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðoä, ул.Проектная,4

1 13

Изобретение относится к тепловым испытаниям, а именно к определению теплофизических свойств материалов.

Целью изобретения является повышение точности и расширение функциональных возможностей.

Измерения осуществляют посредством сферического зонда, внедряемого в исследуемый материал-.. Задается по, стоянная те пура туца зонда за счьт внутреннего тепловыделейия в нем и регистрируеМся аск1твфтствующая мощность. Затем,. задаедсФ вторая температура зонда и регистрируется соответствующая мо»щность.

По двум уровням температур зонда и двум значениям мощности при из. вестном радиусе зонда рассчитывается теплопроводность метериала, а также исходная температура материала.

При реализации способа зонд выполнен в виде сферы из нержавеющей стали диаметром 5 мм, в которую запрессован полупроводниковый термопреобразователь сопротивления — измеритель температуры зонда.

Исследовались дисперсные и жидкообразные материалы (грунты, донные осадки), коэффициент теплопроводности которых находился в пределах 0,41,2 Вт/м К. Температура зонда поддерживалась равной 303, а затем

310 К. Мощность, рассеиваемая зондом, в первом периоде изменялась от

100 до 300 мВт, во втором — от 188 до 565 мВт. Исходная температура исследуемых материалов была 295 К. Погрешность определения теплопроводности 57., температуры — 0,05-0,1 К, время измерения не более 5 мин.

Повышение точности согласно предлагаемому способу достигается точным заданием температурного уровня испытаний независимо от исходной температуры материала, которая может быть

18882 2 не известна (например, при испытаниях беэ отбора проб). Расширение функциональных возможностей заключается в определении исходной температуры материала на основании только информации, необходимой для вычисления теплопроводности материала.

Метод может быть эффективно использован при испытаниях почв, грунтов, пород в естественных условиях, а также при испытаниях сыпучих материалов и жидких средств.

Формула изобретения

Способ определения теплопроводности материалов с использованием сферического зонда, заключающийся в поддержании постоянной температуры зонда, отличной от исходной температуры материала,и измерении рассеиваемой зондом мощности, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения точности определения и расширения функциональ25 ных возможностей за счет определения температуры материала, дополнительно задают и поддерживают постоянной температуру зонда, отличную от первоначальЗО ной, и измеряют рассеиваемую зондом мощность, теплопроводность определяют по формуле

35 а исходную температуру материала определяют по формуле где Р„,Р— мощности, рассеиваемые зондом, при,температурах зонда Т,,Т соответственно;

R — радиус зонда.