Устройство для измерения теплофизических характеристик сыпучих материалов

 

Изобретение относится к физическим измерениям, а именно к устройству для определения теплофизических характеристик сыпучих материалов. Цель изобретения - повышение точности определения путем обеспечения однородной по плотности структуры образцов. На обеих поверхностях двухстороннего нагревателя выполнены канавки, сходящиеся в виде лучей к внешнему диаметру нагревателя в верхней его части и соединенные между собой отверстиями. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (gg 4 G 01 N 25/18.и

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4358739/31-25 (22) 04.12.87 (46) 23.09.89. Бюл. К - 35

{71) Институт торфа АН БССР (72) Л.С.Лис и И.О.Матвиенко (53) 536.6(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 218489, кл, G 01 N 25/18, 1968, Пивень А.Н., Гречаная Н.A., Чернобыльский И.И. Теплофизические свойства полимерных материалов.

Киев: "Вища школа", 1976, с. 59.

Изобретение относится к области теплотехнических измерений и предназначено для комплексного измерения теплофизических характеристик (удельной теплоемкости, теплопроводности и температуропроводности) сыпучих материалов.

Цель изобретения — повьппение точности измерения теплофизических характеристик путем обеспечения однородной по плотности структуры образцов.

На фиг, 1 изображено устройство

13 фронтальной проекции; на фиг, 2тд же, разрез по плоскому нагревателю; на фиг. 3 — сечение А-А на фиг, 2.Устройство для измерения теплофизических характеристик состоит из отрезка цилиндрической трубы 1, выполненной из теплоизоляционного материала, в которую помещаются две термостатированные камеры 2 в виде

„„SU„„1509702 А1

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕ СКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СЫПУЧИХ

МАТЕ РИАЛО В (57) Изобретение относится к физическим измерениям, а именно к устройству для определения теплофизических характеристик сыпучих материалов.

Цель изобретения — повьппение точности определения путем обеспечения однородной по плотности структуры образцов. На обеих поверхностях двухстороннего нагревателя выполнены канавки, сходящиеся в виде лучей к с внешнему диаметру нагревателя в верхней его части и соединенные между собой отверстиями. 3 ил. поршней. Эти камеры с помощью скоб С, зафиксированы на штоках 3, которые проходят через крышки 4, закрывающие торцы 5 трубы. В середине цилиндрической трубы в плоскости, перпендикулярной ее оси, выполнена сплошная 4ч прорезь на толщину нагревателя в верхней части, сюда помещается плоский нагреватель 6, представляющий собой тонкий каркас из стеклопластика

7, на который с двух сторон с шагом ( в 1 мм намотана константан-манганиновая К) проволока 8. Концы нагревательной обмотки, а также термопар выведены на специальный шип 9. На обеих поверхностях каркаса нагревателя выполнены канавки 10, сходящиеся в виде лучей к его шипу. Канавки обеих плоскостей сообщаются между собой рядом отверстий.

В верхней части держателя образца по обе стороны от поперечной про3 1509702 рези имеется продольный паз, который обеспечивает возможность перемещения нагревателя вдоль оси держателя.

Подлежащий исследованию (измерению) материал помещается в обе измерительные камеры. Каждая иэ термостатированных камер 2 с внешней стороны имеет по два штуцера II через которые посредством резиновых шлангов подводится и отводится вода от, термо стата (не показано). Перемещение термостатированных камер осуществляется винтами 3 с помощью рукояток 12. Вся конструкция держателя образца посредством хомутов и стяжек укреплена на стойке-основании 13 с возможйостью поворота вокруг оси крепления в прео делах 180 . Размер 1 измерительных камер регистрируется на отсчетных линейках 14 °, укрепленных на внешней стороне термостатированных камер.

Холодные и горячие спаи миниатюрных термопар закреплены на внутренних стенках термостатированных камер и на обеих плоскостях нагревателя.

W1

Ъ = — - —2РдТ, где W — мощность нагревателя;

1 — толщина (высота) образца

20 торфа;

F - -площадь нагревателя (образца);

4T, - разность температур на двух поверхностях образца в ста25. ционарном состоянии, коэффициент температуропроводности Ц по формуле а= 4ш()

R 2

30 где R — - радиус образца материала;

m — темп измерения температуры, удельная теплоемкость С „, рассчитывается по двум предыдущим характеристикам

C = —, qp Э где — плотность материала в момент

40 измеРения p = 4М/п В 1 г 2

М - масса, D — - диаметр и 1 — толщина (высота) образца материала

Все входящие в уравнения параметры определяются в опыте при иэмере" нии.

Предлагаемое устройство рассчитано для работы в температурном режиме 0 — 90 С. С помощью двухстороннео го нагревателя при измерениях контролируемому образцу дается импульс тепла, обеспечивающий приращение температуры контролируемого образца на о

4-6 С выше установленной с помощью термостата температуры системы.

Выполнение на торцевых поверхностях нагревателя неглубоких канавок, сходящихся в виде лучей к боковой поверхности нагревателя в верхней его части и соединенных меж1!В с 1/4, Устройство работает следующим образом.

1 !

В прорезь цилиндрической трубы I вставляется плоский нагреватель 6, соединенный проводами с измерительной аппаратурой и стабилизированным источником напряжения (не показаны).

Труба 1 поворачивается в вертикальное положение, в нее засыпается навеска торфа определенной массы и вставляется термостатированная камера 2.вместе с крышкой 4. После фиксации крышки 4 поворотом камера приводится в соприкосновение с предварительно выравненной поверхностью материала, Труба-держатель 1 повоо рачивается на 180 . Производятся ана логичные операции по помещению навески материала во вторую измерительную камеру. По отсчетным линейкам 14 выравнивается размер 1 для обеих измерительных камер. Любое изменение этого размера производится одновременным вращением обеих рукояток с контролем по отсчетным линейкам, что обеспечивает одинаковое усилие, действующее на нагреватель 6.

Размеры контролируемого образца выбираются as условия обеспечения требования

4 где R — - радиус трубы держателя образца.

Измерение теплофизических характеристик, помещенного в держатель образца материала, осуществляется методами стационарного и регулярного тепловых режимов по известным ме. тодикам.

С помощью предлагаемого устройства производится измерение следующих характеристик: коэффициент теплопроводности по формуле

1509702 6 ду собой отве стиями р обеспечивает кой трубы, в центре которой установвозможность возд х кот у у, орый скап- лен плоский двусторонний нагреватель, ливается у нагревателя п и плот- две термостатированных .камеры, pas-. некии контроли емых об аз ру разцов сыпу- мещенные с воэможностью осевого печих материалов, выходить вверх в ремещения и б о о е стороны от нагревапродольный паз держателя за его пре- теля и датчик и датчики температуры в центделы. Удаление воздуха при уплотне- ре нагревателя, о т л и ч а ю щ ении способствует получению более од- е с я тем с я тем, что, с целью повышения нородной по плотности структуры об- щ точности измерения теплофизических разцов, что повышает точность изме- характеристик п б рения. утем о еспечения однородной по плотности структуры образ-. цов, на обеих торцовых поверхностях

Формула и з о б е т е н

P н и я нагревателя выполнены канавки, соеУстройство для измерения тепло- 15 диненные между собой отве физических а со о отверстиями и характеристик сыпучих ма- сходящиеся в виде лучей к боковой териалов со е жа одержащее держатель, образ- поверхности нагревателя в верхней ца в виде.гладкостенной цилиндричес- его части.

Фиа.1

1509702 .

4-A

ЛОМ ериоларь|

Составитель В. Марченко

Техред Л.Олийнык Корректор Т. Малец

Редактор В, Данко

Заказ 5798/37 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ

НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина 101 гаринаi