Устройство для определения теплопроводности твердых материалов
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„SU„„1469411 цН 4 5 01 Н 25/18
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4043421/31-25 (22) 14. 01.87 (46) 30.03.89. Бюл. Е 12 (71) Государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной и газовой промышленности им. В.И.Муравленко (72) Ю.С.Даниэлян и В.С.Зайцев (53) 536.02 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
В 542/45, кл. G 01 К 25/18, 1973.
Авторское свидетельство СССР
N 989419, кл. G 01 М 25/18, 1981 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к области тепловых испытаний, а именно к устройствам для определения теплопроводности. Устройство включает два круговых нагревателя, разделенных индикаторами. Первый нагреватель предназначен для контакта с испытуемым образцом, полубесконечным в тепловом отношении. Второй нагреватель выполнен из нескольких незави-. симых секторов и контактирует с эталоном, полубесконечным в тепловом
Изобретение относится к тепловым испытаниям, а именно к устройствам для определения теплопроводности, Цель изобретения — уменьшение погрешности измерений.
На фиг. 1 изображено устройство, общий вид: на фиг.2 — секционированный нагренатель. отношении и разделенным на секторы н соответствии с секторами нагрева" теля. Секторы эталона различаются значениями теплопронодности, эти значения известны. Задают неизменную мощность первого нагревателя.
Мощности секторов второго нагревате" ля регулируют так, чтобы обеспечить равенство температур по секторам и равенство их температуре первого нагревателя. Для расчета выбирают мощность того сектора, плотность теплового потока в котором наиболее близка плотности теплового потока первого нагревателя, При расчете исходят из обратно пропорциональной зависимости между плотностью теплового потока и теплопроводностью.
Снижение погрешности по сравнению с известными устройствами того же наэ качения достигается за счет того, что устройство обеспечивает выбор минимального регулирования теплопроводностей материалов - испытуемого образца и эталона, устройство позволяет повысить производительность испытаний в полевых условиях без отбора проб образцов.
Устройство состоит из нагревателя
1 образца, индикатора 2 нулевой разности температур, в качестве которо го используется, например, термобатарея секторообразных нагренателей 3 эталонон 4. На фиг.2 изображен эталон, составленный из четырех материалон с различной теплопроводностью
1469411 и четырехсекционный нагреватель эталона с секторами, соответствующими частям эталона. Однако количество эталонов произвольно и определяется диапазоном теплопроводности измеряемых материалов, Радиальные размеры нагревателей обеспечиваются такими, чтобы выполнялось условие полубеско нечности образцов в тепловом отношении.
Устройство работает следующим образом.
Предварительно устанавливают устройство на исследуемом материале 5.
Затем включают нагреватели 3 эталонов, на которые подают токи, пропорциональные теплопроводности эталонов. На нагреватель исследуемого материала подается электрический ток, при котором температуры нагревателей эталонов и исследуемого материала выравниваются..После установления ста. г. ционарного процесса теплопередачи определяют мощности тока, подаваемые на нагреватели. Теплопроводность исследуемого материала рассчитывают по электрической мощности нагревателя эталона той секции, для которой плотность теплового потока ближе всего к плотности теплового потока, задаваемой нагревателем исследуемого материала.
Расчет по формуле:
%= — — — Ъ и Р.
35 где Ъ вЂ” теплопроводность исследуемого материала;
P — мощность нагревателя иссле40 дуемого материала;
n — количество секций эталона;
Р; — мощность нагревателя i --й" секции, выбранной для расчета
9; - теплопроводность 1 -й секции эталона.
П р и.м е р. Для исследования горных пород установили диапазон изменения теплопроводности секций эталона в пределах 0 5-6 Вт/(мК). Соответственно, секции изготовлены из образцов горных пород и из цементных растворов с различными наполнителями.
В качестве индикатора нулевой разности температур использовали термобатарею. Для выполнения условия полубесконечности эталонов и образцов их радиальные размеры выдерживались в 10 раз большими по сравнению с диаметром нагревателя образца; высота образцов и эталонов была соизмерима с их радиальными размерами, Устройство: обеспечивает снижение погрешности по сравнению с известны-. ми устройствами за счет уменьшения разности теплофизических свойств объекта испытания и эталона, используемого при измерении, зто достигается благодаря совмещению в одном цилиндрическом эталоне набора эталонных материалов, при идентичности осевых температурных распределений.
Устройство позволяет повысить производительность испытаний в полевых условиях без отбора проб образцов.
Формула изобретения
Устройство для определения теплопроводности твердых материалов, содержащее эталон, полубесконечный в тепловом отношении, нагреватели образца и эталона в виде равных соосных кругов, индикатор нулевой разности температур образца и эталона, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения погрешности измере-. ний, эталон выполнен составным из частей с различными значениями теплопроводности, при этом части разделены плоскостями, проходящими через ось нагревателей, а нагреватель эталона разделен на секторы, соответствующие частям эталона. !
1469411
Составитель В.Вертоградский
Техред М.Ходанич Корректор М.Демчик
Редактор Л.Веселовская
Заказ 1353/50 Тираж 788 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. ужгород, ул. Гагарина,101
