Способ определения теплопроводности материалов

 

Изобретение относится к области определения теплопроводности. Целью его является уменьшение трудоемкости испытаний. Создают стационарный тепловой поток через образец и слой охранной изоляции с помощью размещенного между ними плоского нагревателя постоянной мощности и последовательно измеряют перепад температур по толщине слоя охранной изоляции с размещенным на ней эталонным и исследуемым образцом и по измеренным значениям перепада температур вычисляют коэффициент теплопроводности исследуемого материала. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

««< @ U «« .ЯДЯ Я 1 (51) 5 G 01 N 25/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

{lO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4421305/31-25 (22) 04.04,88 (46) 30.01.90 ° Бюл. t 4 (75) ф.С.Подоляк и Е.ф.Панкратова (53) 536.6(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР ,N" 625152, кл. G 01 N 25/18, 1978.

Авторское свидетельство СССР

Ь 972359, . . С 01 N 25/18, 1982. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОПРОВОД"

НОСТИ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к области определения теплопроводности. Целью

Изобретение касается теплофизических измерений и может быть использовано для определения теплопроводности.твердых засыпных, волокнистых и других материалов.

Цель изобретения — уменьшение трудоемкости испытаний.

Зависимость, приведенная в формуле изобретения, получена на основе допущения прямо пропорциональной эа" висимости между термическим сопротивлением образца и перепадом температуры на слое охранной изоляции.

Исследования показали, что при ДТ =

= hT> погрешность определения 11ö с применением этой формулы равна нулю, а при значениях A„, отличающихся от 3 на 15-25/, она увеличивается до 103,.ограничивая этим диапазон определения 7i„. Для расширения дианазона и исключения погрешностей, связанных с применением формулы, следует использовать не один эталонный образец, а комплект таких образцов

2 его является уменьшение трудоемкости испытаний. Создают стационарный тепловой поток через образец и слой охранной и золя ци и с помощ<ью раз мещенного между ними плоского нагревателя постоянной мощности и последовательно измеряют перепад температур по толщине слоя охранной изоляции с размещенными на ней эталонным и исследуемым образцами и по измеренным значениям перепада температур вычис.ляют коэффициент теплопроводности .исследуемого материала, 1 ил. с увеличивающимся от 0,035 до

2,00 Вт/м коэффициентом теплопроводности

На чертеже изображено устройство, реализующее способ.

Устройство содержит емкость 1, образец 2, нагреватель 3 постоянной мощности, ваттметр 4, регулятор 5 напряжений, стабилизатор 6, термо батарею 7, вольтметр 8, камеру 9 термостатирования.

На слой охранной теплоизоляции в виде емкости 1, установленной в камере 9 термостатирования на игольчатых опорах для создания условий свободного теплообмена с окружающей средой, помещают образец 2 толщиной

0 с известными термическим сопротивлением R и коэффициентом теплопроводности Фз . С помощью плоского нагревателя 3 постоянной мощности, стабилизатора 6, регулятора 5 напряжения и ваттметра 4 создают стацио-

1539631

ЛТ ЛЕ

1l — --- Л ат ЬЕи — 0,049 Вт(м К).

- 38» х 0,040 = 45

2,78 нарные тепловые потоки в слое охранной изоляции и образце и измеряют

ЭДС термобатареи 7 с помощью милливольтметра 8. Затем определяют ЭДС термобатареи при других эталонных образцах с увеличивающейся теплопроводностью и на основе полученных данных строят рядом со шкалой в милливольтах еще две шкалы - в единицах теплопроводности и в единицах термических сопротивлений. После;этого приступают к определению теплопроводности образцов исследуемого материала, Укладывают в емкость из охран- 15 ной изоляции испытуемый образец, создают при той же мощности нагревателя стационарный режим и путем отсчета по шкале определяют коэффициент теплопроводности. Если толщина образца несколько отличается от 1, то путем отсчета по шкале определяют термичес" кое сопротивление образца и по известной формуле вычисляют коэффициент теплопроводности. 25

Пример. Определение коэффициента теплопроводности.

Слой охранной теплоизоляции изготовлен из пенополистирола ) = 28 кг/мз толщиной 39 мм с емкостью под образцы размером 250 х 250 х 41 мм. Эталонный материал — образец размером

250 х 250 х 41 мм из пенополистирола = 80 кг/мз- h3 = 0,040 Вт/м К. Испытуемый материал — образец из пенополистирола = 150 кг/мз размером

250 х 250 х 4 мм. 1!ощность плоского нагревателя размером 250 х 250 мм

100 Вт/м2 ЭДС термобатареи на слое охранной изоляции с эталонным образ40 цом ЬЕэ = 3,38 мВ, с испытуемым образцом - ЬЕ„= 2,78 мВ. Коэффициент теплопроводности испытуемого образца равен:

Предлагаемый способ позволяет уменьшить стоимость устройства для определения теплопроводности материалов и уменьшить трудозатраты на проведение испытания в количестве один час на один образец за счет исключения потерь времени на установку нагревателя, крепления большего числа спаев термобатареи к образцам, формования образцов из засыпных, волокнистых полутвердых и жидких материалов и выполнение расчетов. формула изобретения

ЬТэт

Я вЂ” ---- 7l и Т 3T ° и

I где, hð — соответст венно теплопроводность эталонного и исследуемого материалов;

hT т, Т„ - соответственно перепад температуры по толщине слоя охранной изоляции с эталонным и исследуемым материалами, при этом il выбирают не более чем на 15-2Я отличной от предполагаемого диапазона A

Способ определения теплопроводности материалов, включающий создание стационарного теплового потока через эталонный и исследуемый образцы, размещенные на слое охранной изоляции, с помощью помещенного между ними нагревателя и измерения теплового состояния .системы образец слой охранной изоляции, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью уменьшения трудоемкости испытаний, при постоянной мощности нагревателя измеряют перепад температур по толщине слоя охранной изоляции, а о искомой величине судят по формуле

1539631

7 f 3

Соста вител ь В, Марченко

Техред М.Ходанич

Редактор А.Маковская

Корректор С.Черни

Заказ 213 Тираж 488 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул.Гагарина, 101