Устройство для определения теплофизических характеристик материалов

 

Изобретение относится к экспериментальной теплофизике и может быть использовано для определения теплофизических характеристик материалов. Цель изобретения - уменьшение погрешности определения искомых характеристик влажных материалов Устройство содержит вакуумную камеру, в которой размещены два блока программируемого изменения температуры исследуемых образцов с установленными на этих блоках двумя парами тепломеров, включающих датчики температуры Третья пара тепломеров размещена между двумя образцами и соединена ло поверхности, не имеющей датчиков температуры. При этом на поверхностях образцов, примыкающим к тепломерам, установлены датчики влажности генераторного типа 1 ил (Л

союз сОВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s G 01 N 25/18

ГОСУДАРСТВЕ1+1ЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4469872/25 (22) 05.08.88 (46) 15.06.91, Бюл. ¹ 22 (71) Институт технической теплофизики АН УССР (72) В. Н. Коваленко. Э. Н. Малашенко, А. С. Покаржевский и В. В, Петриченко (53) 536.6(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 219259, кл. G 01 N 25/20, 1968.

Авторское свидетельство СССР

¹1165957,,кл. G 01 N 25/18, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

МАТЕ РИАЛОВ (57) Изобретение относится к экспериментальной теплофизике и может быть испольИзобретение относится к экспериментальной теплофизике и может быть использовано для определения теплофиэических характеристик влажных материалов.

Цель изобретения — уменьшение погрешности определения искомых характеристик влажных материалов.

Отличительной особенностью предлагаемого устройства является то, что вследствие размещения исследуемых образцов между комбинированными датчиками влажности генераторного типа, расположенными на противоположных поверхностях имеющихся тепломеров с датчиками температуры и введенных в устройство тепломеров — àêæå с датчиками температуры, обеспечивается контроль за поддержанием заданных режимных параметров процесса нагрева влажных образцов, что, в конечном счете,.приводит к уменьшению погрешности определения ТФХ.

„„ Д „„1б56429 А1 зовано для определения теплофиэических характеристик материалов. Цель изобретения — уменьшение погрешности определения искомых характеристик влажных материалов, Устройство содержит вакуумную камеру, в которой размещены два блока программируемого изменения температуры исследуемых образцов с установленными на этих блоках двумя парами тепломеров, включающих датчики температуры. Третья пара тепломеров размещена между двумя образцами и соединена ло поверхности, не имеющей датчиков температуры. При этом на поверхностях образцов, примыкающим к тепломерам, установлены датчики влажности генераторного типа. 1 ил.

Нэ чертеже изображено предлагаемое устройство, общий вид в разрезе по оси симметрии.

Устройствосодержит вакуумную камеру

1, в кольцевом уплотнителе 2 которой на уровне серединного поперечного сечения соосно закреплены два дополнительных тепломера 3 и 4. Датчики 5 и 6 температуры установлены в изометрических покрытиях тепломеров 3 и 4, на изометрических покрытиях (не показаны) закреплены и комбинированные датчики 7 и 8 влажности генерэторного типа (ГД). Симметрично относительно спаренных тепломеров 3 и 4 по обе стороны в вакуумной камере 1 размещены подпружиненные блоки 9 и 10 программируемого изменения температуры (например, термобатареи, собранные на базе микроохладителей ТЭМО-3 или ТЭМО-5) с водяным охлаждением 11.

1656429

На поверхностях блоков 9 и 10, обращенных друг кдругу,,установлены спаренные тепломеры 12 и 13 и 14 и 15 с датчиками

16 и 17 температуры на поверхности соответственно тепломеров 12 и 14, Датчики 18 и 19 влажности ГД, адекватные датчикам 7 и 8, закреплены на изометрических покрытиях (не показаны) тепломеров 12 и 14. При этом между датчиками 8 и 18 и 7 и 19 влажности установлены исследуемые образцы 20 и 21. Тепловой и механический контакт образцов 20 и 21 соответственно с поверхностью датчиков 8 и

18 и 7 и 19 влажности осуществляется с помощью фиксаторов 22 и 23 сильфонного типа, Герметичные отсеки А и В вакуумной камеры 1, образованные за счет симметрично расположенного поперек вакуумной камеры 1 уплотнителя 2 с тепломерами 3 и 4, подсоединены к системе подготовки рабочей смеси, состоящей из насоса 24 и генератора 25 влажности.

Устройство работает следующим образом.

При исследовании теплофизических характеристик (ТФХ) влажных материалов образцы 20 и 21 помещают в отдельные герметичные отсеки А и В вакуумной камеры 1, Герметичные отсеки А и В симметричны по отношению к тепломерам 3 и 4, расположенным герметично по контуру в кольцевом уплотнителе 2. При этом меньший из образцов исследуемого материала (например, образец 20), увлажненный, например, до полного насыщения, устанавливают в отсек А на контактной поверхности комбинированного датчика влажности генераторного типа. К противоположной поверхности образца 20 прижимают с заданным усилием датчик 18 влажности, адекватный датчику 8. Для этого с помощью фиксатора

22 сильфонного типа перемещают подпружиненный блок 10 программируемого иэменЕния температуры с установленным на его поверхности (обращенной к образцу) тепломерами 14 и 15, датчиком 17 температуры и датчиком 18 влажности.

Затем таким же образом в отсек В вакуумной камеры 1 устанавливают образец 21, влажность которого, например, равна нулю, т. е. образец 21 устанавливают ча контактной поверхности комбинированного датчика 7 влажности, Включают насос. 24 и вакуумируат до заданного значения давления отсек В вакуумной камеры 1 и соответственно образец 21.

Затем к противоположной поверхности образца 21 прижимают с заданным усилием датчик 19 влажности, Для этого с помощью

55 фиксатора 23 сильфонного типа перемещают подпружиненный блок 9 программируемого изменения температуры с установленными на его поверхности (обращенной к образцу) тепломерами 13 и 12, датчиком 16 температуры и датчиком 19 влажности.

Таким образом, после задания начальных условий включается вторичная аппаратура с подсоединенными к ней первичными измерительными датчиками. С помощью блоков 9 и 10 программируемого изменения температуры с водяным охлаждением 11 задаются необходимые граничные условия для проведения опыта, По показаниям первичных датчиков фиксируют наступление регулярного теплового режима второго рода для системы пластин, находящихся между собой в тепловом контакте, и определяют тепловлажностные параметры кинетического процесса нагрева, например, сухого образца 21 и полностью увлажненного образца 20, после чего производят обработку экспериментальных данных.

Последующим этапом опыта является увлажнение сухого образца 21, т. е. подключение отсека В к генератору 25 влажности.

Критерием наступления регулярного режима второго рода является установление постоянной скорости изменения показаний датчиков 5 и 6 и 16 и 17 температуры и постоянной разности их показаний, При этом распределение температуры и влажности по толщине пластины описывается законом параболы.

При любом методе, определения ТФХ влажных материалов их значения будут характеризовать данный исследуемый материал при заданной абсолютной величине влажности и распределении влаги по обьему образца.

Однако влага, равномерно распределенная по объему образца в начале эксперимента, за время опыта может перераспределиться по его толщине. В этом случае, установив к какому локальному или усредненному значению влажности следует отнести измеренные эффек ивные значения ТФХ влажного образца, можно добиться уменьшения погрешности измерения, Как показали расчеты, предлагаемое устройство (по сравнению с известными) позволяет уменьшить погрешность измерений в 1,5-2 раза.

Формула изобретения

Устройство для определения теплофизических характеристик материалов. содержащее вакуумную камеру с размещенными в ней двумя блоками программированного

1656429

Составитель В.Марченко

Техред М.Моргентал Корректор M.Äåì÷èê

Редактор А,Ревин

Заказ 2048 Тираж 398 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 изменения температуры исследуемого образца, на каждом из которых на обращенных одна к другой поверхностях установлены по два тепломера и датчики температуры, установленные на поверхностях тепломеров, контактирующих с исследуемым образцом. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения погрешности определения искомых характеристик влажных материалов, в устройство дополнительно введены два тепломера, соединенные между собой по поверхностям, не имеющим датчиков температуры, и расположенные между блоками программируемого измене5 ния температуры, а также комбинированные датчики влажности генераторного типа, установленные на противоположных поверхностях дополнительно введенных и имеЮщихся тепломеров с датчиками

10 температуры.