Способ определения теплопроводности сыпучих материалов при нестационарном тепловом режиме

Изобретение относится к нестационарным способам определения теплопроводности сыпучих материалов и может применяться при изучении термических свойств почв, рыхлых горных пород, сыпучих строительных и прочих дисперсных материалов. Сущность способа заключается в предварительном нагреве до требуемой температуры металлической пластины и ее последующем погружении в слой сыпучего материала, расположенного в опытной площадке, которая изнутри покрыта слоем теплогидроизоляции. Контроль за равномерным нагревом металлической пластины до требуемой температуры осуществляют бесконтактным способом с помощью инфракрасного термометра. Нижняя кромка металлической пластины заточена под углом 45°. Термопреобразователи, установленные в сыпучем материале и в толще металлической пластины по центру, регистрируют с определенной дискретностью и продолжительностью во времени тепловые режимы нагрева сыпучего материала и охлаждения металлической пластины. С учетом измеренных параметров рассчитывают коэффициент теплопроводности сыпучего материала. Технический результат: повышение точности измерения коэффициента теплопроводности сыпучего материала при нестационарном тепловом режиме. 5 ил.

 

Изобретение относится к нестационарным способам определения теплопроводности сыпучих материалов. Разработанный способ может применяться в сельском хозяйстве, материаловедении, строительстве и теплоэнергетике при изучении термических свойств почв, рыхлых горных пород, сыпучих строительных и прочих дисперсных материалов.

Известен способ определения теплопроводности сыпучих материалов на примере суглинистых почв, сущность которого заключается в том, что по измеренным параметрам почвы: температуре, объемному весу и полевой влажности, вычисляют теплопроводность сыпучего материала, по известной эмпирической зависимости [Патент РФ 2046325, кл. G01N 25/18, 1995].

Основным недостатком данного способа является ограниченность применения предлагаемой эмпирической зависимости (только для лессовых черноземов Юго-Западной Сибири).

Известен способ определения теплопроводности сыпучих материалов на примере почв с помощью шарового зонда, сущность которого заключается в том, что в слой сыпучего материала вводят нагреватель в форме металлического шара. Последний состоит из листовой меди толщиной 0,2 мм, внутри которого помещен нагреватель из металлического сердечника с намотанной на него манганиновой проволокой. К внутренней оболочке шара припаян «горячий» конец термопары, «холодный» конец помещают в слой сыпучего материала на расстоянии 30 см от устройства. По отклонению стрелки гальванометра от начального положения за расчетный период времени, а также по геометрическим и электрическим характеристикам шарового зонда находят теплопроводность сыпучего материала [А.Ф. Вадюнина, Методы исследования физических свойств почв. - М.: Агропромиздат, 1986. - С.307-310].

Недостатком данного способа является техническая сложность организации и проведения эксперимента. Для определения теплопроводности сыпучего материала требуется наличие источника электрического тока, нагревателя, гальванометра, миллиамперметра, реостата и др. Дополнительные сложности создает обработка полученных экспериментальных данных: по результатам натурных измерений строится специальный график отклонения стрелки гальванометра от начального положения в зависимости от величины, обратной квадратному корню расчетного времени; при нулевом значении последней рассчитывается коэффициент, обратно пропорциональный искомой теплопроводности сыпучего материала.

Наиболее близким способом к заявленному изобретению является способ определения теплопроводности сыпучих материалов методом мгновенной пластины. Предварительно нагретую до требуемой температуры металлическую пластину рукояткой вводят в сыпучий материал, расположенный в деревянном ящике. Проведение измерений по данному методу заключается в том, что в момент погружения плоской пластины в сыпучий материал на известном расстоянии от нее фиксируют ход изменения температуры с помощью термометра. Зная расстояние от пластины до места нахождения термометра, время, протекающее с момента погружения пластины до момента, соответствующего максимуму температуры в точке наблюдения, а также разность температур пластины в начальный и конечный моменты времени наблюдения, определяют коэффициент теплопроводности сыпучего материала [А.Ф. Чудновский. Теплофизические характеристики дисперсных материалов. - М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1962. - С.211-214].

Недостатком данного способа является использование обычного деревянного ящика, который после погружения нагретой металлической пластины во влажный сыпучий материал рассеивает теплоту и влагу в окружающую среду. Кроме того, плоская пластина определенной толщины разрушает целостность сыпучего материала и тем самым создает воздушную прослойку, которая приводит к неоправданным погрешностям в измерениях. Термометр является инерционным измерительным прибором, и его показания будут запаздывать по фактической температуре сыпучего материала. С помощью обычного термометра невозможно задать дискретность и время проводимых измерений, осуществить запись данных по температуре, что требует постоянного наблюдения за ходом всего эксперимента. Способ определения температуры металлической пластины неизвестен. Равномерность нагрева металлической пластины до требуемой температуры перед погружением в слой сыпучего материала не контролируется.

Целью изобретения является повышение точности измерения коэффициента теплопроводности сыпучего материала при нестационарном тепловом режиме.

Поставленная цель достигается тем, что опытную площадку для сыпучего материала изнутри покрывают слоем теплогидроизоляции. Нижняя кромка металлической пластины заточена под углом 45°. В качестве измерителей температуры сыпучего материала и металлической пластины используют термопреобразователи, которые через аналогово-цифровой преобразователь и конвертер подключены к компьютеру. Контроль за равномерным нагревом металлической пластины до требуемой температуры осуществляют бесконтактным способом с помощью инфракрасного термометра.

На фиг.1, 2, 3 показана принципиальная схема реализации способа.

На фиг.4 представлены фотографии устройства, с помощью которого реализуется заявляемый способ.

На фиг.5 показаны температурные поля фрезерного торфа при различных влагосодержаниях и алюминиевой пластины.

Сыпучий материал 1 с известным влагосодержанием, находящийся в естественном и ненарушенном состоянии, полностью заполняет внутренний объем опытной площадки 2 (фиг.1, 2, 3). Опытная площадка 2 с внутренними линейными размерами a×b×h при условии а/b>2 изнутри покрыта слоем теплогидроизоляции 3. Металлическая пластина 4 с геометрическими параметрами b×h опытной площадки 2 и толщиной 2…2,5 мм имеет нижнюю заточенную кромку 5 с фаской 45° и рукоятку 6. Стык вертикальной плоскости металлической пластины 4 и рукоятки 6 выполнен в теплоизоляционном исполнении. В сыпучем материале 1 на глубине залегания h/2 и расстоянии 20…50 мм от поверхности пластины 4 и в толще металлической пластины 4 по центру закреплены термопреобразователи 7, которые подключены через аналогово-цифровой преобразователь и конвертер (условно не показаны) к компьютеру (условно не показан).

Устройство для реализации предложенного способа работает следующим образом (фиг.1, 2, 3).

При температуре окружающей среды сыпучий материал 1 с известным влагосодержанием помещают в опытную площадку 2 с линейными размерами a×b×h, изнутри покрытую слоем теплогидроизоляции 3. Металлическую пластину 4 размерами b×h и толщиной 2…2,5 мм предварительно нагревают с помощью спиртовой горелки (условно не показана) до температуры не более 150°С. Контроль за равномерным нагревом металлической пластины 4 до требуемой температуры осуществляют с помощью инфракрасного термометра (условно не показан). Равномерно нагретую металлическую пластину 4 вводят в сыпучий материал 1 нижней заточенной кромкой 5 с помощью рукоятки 6 в сторону основания опытной площадки 2 по центру последней. Время погружения металлической пластины 4 в слой сыпучего материала 1 не нормируется, однако, не должно превышать 30 с при температуре окружающей среды 20°С. С помощью термопреобразователей 7, установленных в сыпучем материале 1 на глубине залегания h/2 и расстоянии 20…50 мм от поверхности пластины 4 и в толще металлической пластины 4 по центру, с момента погружения последней в слой сыпучего материала 1 регистрируют с определенной дискретностью и продолжительностью во времени тепловые режимы нагрева сыпучего материала 1 и охлаждения металлической пластины 4. Данные по температурам сыпучего материала 1 и металлической пластины 4 через аналогово-цифровой преобразователь и конвертер (условно не показаны) записываются на энергонезависимую память компьютера (условно не показан).

Пусть s=20…50 мм - расстояние между центральной частью поверхности металлической пластины 4 и термопреобразователем 7, установленным на глубине залегания h/2 сыпучего материала 1. Тогда коэффициент теплопроводности λt сыпучего материала 1 при данном влагосодержании находится по уравнению (метод источников для полуограниченного тела):

λ t = s 2 2 τ max exp [ ln ( Δ Q b h s ( t 2 t 1 ) ) A ]    п р и = 1 2 ( ln 2 π + 1 ) 1,419,                       ( 1 )

где τmax - прошедшее от начала погружения металлической пластины 4 до момента максимума температуры сыпучего материала 1 на расстоянии s плюс половина интервала времени, в течение которого держится максимальная температура; ΔQ=С(Т1-T2) - количество теплоты, переданное металлической пластиной 4 сыпучему материалу 1; С - теплоемкость металлической пластины 4; T1 и T2 - соответственно температуры металлической пластины 4 до введения ее в слой сыпучего материала 1 и в момент времени τmax; b и h - соответственно длина и высота металлической пластины 4; t1 и t2 - соответственно температуры сыпучего материала 1 в координате s до введения металлической пластины 4 и в момент времени τmax.

Достоинством предложенного способа является возможность сократить до минимума неорганизованные потери теплоты и влаги в окружающую среду после погружения металлической пластины в слой сыпучего материала путем теплогидроизоляции внутренней поверхности опытной площадки. Нижняя заточенная кромка металлической пластины под углом 45° позволяет избежать образования воздушной прослойки между пластиной и слоем сыпучего материала. Термопреобразователи, установленные в сыпучем материале и в толще металлической пластины по центру, регистрируют с определенной дискретностью и продолжительностью во времени тепловые режимы нагрева сыпучего материала и охлаждения металлической пластины. Данные по температурам сыпучего материала и металлической пластины через аналогово-цифровой преобразователь и конвертер записываются на энергонезависимую память компьютера, что не требует постоянного наблюдения за ходом всего эксперимента. Инфракрасный термометр создает условия для бесконтактного контроля за равномерным нагревом металлической пластины до требуемой температуры перед погружением последней в слой сыпучего материала.

Пример конкретной реализации способа (фиг.4).

Определим коэффициент теплопроводности фрезерного торфа 1 при влагосодержаниях W1=1,51 г/г и W2=4,81 г/г (максимальная влагоемкость). Фрезерный торф 1 расположен в деревянном ящике 2 с внутренними линейными размерами 290×135×80, который изнутри покрыт слоем теплогидроизоляции Изоком-П 3. Алюминиевую пластину 4 с геометрическими параметрами 135×80 и толщиной 2 мм нагревают с помощью спиртовой горелки БСТ 303 8, удерживая за стальную рукоятку 6. Контроль за равномерным нагревом алюминиевой пластины 4 до температуры 150°С осуществляют с помощью пирометра Testo 845 9. Для регистрации температурного поля фрезерного торфа 1 на глубине залегания 40 мм и алюминиевой пластины 4 использованы предварительно откалиброванные хромель-алюмелевые термопары 7, которые подключены к персональному компьютеру (условно не показан) через аналого-цифровой преобразователь ICPCON I-7014 и конвертер ICPCON I-7520 (условно не показаны). Дискретность проводимых замеров составила χ=10 c, продолжительность - Δτ=5000 с.

Температурные поля фрезерного торфа и алюминиевой пластины изображены на фиг.5.

Исходные данные (в системе СГС) для расчета коэффициента теплопроводности фрезерного торфа по уравнению (1) следующие (фиг.5):

- W1=1,51 г/г, s=2 см, τmax=1610 с, ΔQ=4381 кал, b=13,5 см, h=8 см, t1=21,1°C, t2=26,9°C;

- W2=4,81 г/г, s=2 см, τmax=1080 с, ΔQ=3255 кал, b=13,5 см, h=8 см, t1=19,9°C, t2=23,9°C.

По уравнению (1) рассчитаем коэффициент теплопроводности фрезерного торфа при W1=1,51 г/г и W2=4,81 г/г соответственно:

λ t ,1 = 2 2 2 1610 exp [ ln ( 4381 13,5 8 2 ( 26,9 21,1 ) ) 1,419 ] = 1,05 10 3   к а л ( с м с С ) ,

λ t ,2 = 2 2 2 1080 exp [ ln ( 3255 13,5 8 2 ( 23,9 19,9 ) ) 1,419 ] = 1,69 10 3  кал(см с С ) .

Зависимость вида λ t = λ t ( W ) полученная по экспериментально-расчетным данным, выглядит следующим образом, кал/(см·с·°С):

λ t 10 3 = 0,362 W 3 + 2,674 W 2 4,9299 W + 3,8539,  R 2 = 0,9796.                  ( 2 )

Среднеинтегральное значение λt в доверительном интервале влагосодержания W [ 1,02 ; 4,81 ]   г / г по выражению (2) составило 2,651·10-3 кал/(см·с·°С). Относительное отклонение коэффициента теплопроводности фрезерного торфа по уравнению (2) в диапазоне влагосодержания W [ 1,02 ; 4,81 ]   г / г от данных А.И. Гупалло [А.Ф. Чудновский. Теплофизические характеристики дисперсных материалов. - М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1962. - С.428] составило δ λ t = 10,8 % .

Способ определения теплопроводности сыпучего материала при нестационарном тепловом режиме, включающий опытную площадку и предварительно нагретую до требуемой температуры металлическую пластину, погружение металлической пластины в слой сыпучего материала рукояткой, измеритель температуры сыпучего материала на известном расстоянии от нагретой металлической пластины для регистрации хода изменения температуры и уравнение:
λ t = s 2 2 τ max exp [ ln ( Δ Q b h s ( t 2 t 1 ) ) A ]    п р и A = 1 2 ( ln 2 π + 1 ) 1,419,
где s - расстояние между центральной частью поверхности металлической пластины и измерителем температуры сыпучего материала;
τmax - время, прошедшее от начала погружения металлической пластины до момента максимума температуры сыпучего материала на расстоянии s плюс половина интервала времени, в течение которого держится максимальная температура;
ΔQ=С(Т12) - количество теплоты, переданное металлической пластиной сыпучему материалу;
С - теплоемкость металлической пластины;
T1 и Т2 - соответственно температуры металлической пластины до введения ее в слой сыпучего материала и в момент времени τmax;
b и h - соответственно длина и высота металлической пластины;
t1 и t2 - соответственно температуры сыпучего материала в координате s до введения металлической пластины и в момент времени τmax,
для нахождения коэффициента теплопроводности, отличающийся тем, что опытную площадку для сыпучего материала изнутри покрывают слоем теплогидроизоляции, нижнюю кромку металлической пластины затачивают под углом 45°, в качестве измерителей температуры сыпучего материала и металлической пластины используют термопреобразователи, которые через аналогово-цифровой преобразователь и конвертер подключены к компьютеру, контроль за равномерным нагревом металлической пластины до требуемой температуры осуществляют бесконтактным способом с помощью инфракрасного термометра.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к газоизмерительному устройство для измерения присутствия заданного газа в текучей среде. Устройство содержит датчик, имеющий чувствительный элемент и нагревательный элемент, сконфигурированный для нагрева чувствительного элемента до предварительно заданной рабочей температуры, причем чувствительный элемент является восприимчивым к заданному газу таким образом, что, по меньшей мере, одно электрическое свойство чувствительного элемента изменяется в зависимости от присутствия заданного газа, причем электрическое свойство чувствительного элемента измеряется газоизмерительным устройством; и цепь управления, имеющую контроллер нагревательного элемента, связанный с нагревательным элементом и измеряющий его электрическое свойство, причем цепь управления имеет источник энергии подогрева, подающий энергию к нагревательному элементу, причем контроллер нагревательного элемента связан с источником энергии подогрева и регулирует его работу в зависимости от измерения электрического свойства нагревательного элемента; средство импульсной модуляции, соединенное с контроллером нагревательного элемента, источником энергии подогрева для управления величиной энергии, подаваемому к нагревательному элементу.

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано для определения коэффициента теплопроводности частично прозрачных керамических и стеклообразных материалов с учетом их прозрачности.
Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам определения физических свойств материалов путем тепловых и электрических измерений, и может быть использовано для оперативного контроля теплотехнических качеств ограждающих конструкций зданий и сооружений в натурных условиях.

Использование: для неразрушающего контроля теплофизических характеристик строительных материалов и изделий. Сущность: заключается в том, что перпендикулярно поверхности исследуемого изделия воздействуют импульсом высокочастотного электромагнитного поля СВЧ-диапазона по линии заданной длины, осуществляя нагрев исследуемого полуограниченного в тепловом отношении тела по плоскости, перпендикулярной плоскости внешней поверхности исследуемого объекта и уходящей внутрь него, причем для организации такого воздействия электромагнитное излучение рупорной антенны СВЧ-генератора фокусируют с использованием рупорно-линзовой антенны в линию заданной длины, измеряют в заданный момент времени после воздействия импульса СВЧ-излучения избыточную температуру на теплоизолированной от окружающей среды поверхности исследуемого изделия в двух точках, находящихся, соответственно, на расстояниях x1 и x2 от плоскости высокочастотного электромагнитного воздействия, длину волны и мощность электромагнитного СВЧ-излучения задают такими, чтобы глубина проникновения электромагнитного поля была не менее, чем на порядок больше заданных расстояний x1 и x2 до точек контроля температуры, имея информацию о мощности теплового воздействия на исследуемое изделие в плоскости СВЧ-нагрева и измеренных в заданный момент времени значений избыточных температур в точках контроля, искомые теплофизические характеристики определяют на основе полученных математических соотношений.

Изобретение относится к области технической физики и может быть использовано при прогнозировании эксплуатационных характеристик композиционных материалов. Заявлено устройство для определения коэффициента теплопроводности материала методом плоского горизонтального слоя, содержащее элемент, исключающий боковые тепловые потери, измерительный блок с нагревателем, измерительную ячейку, предназначенную для расположения образца исследуемого материала и выполненную в виде двух функционально независимых элементов, одного с функцией нагрева, другого - охлаждения, которые расположены соосно и с заданным зазором, обеспечивающим тепловой контакт, термопару, подключенную к измерительному блоку.

Изобретение относится к области физико-химического анализа и может быть использовано при тепловых испытаниях. Исследуемое тело приводят в тепловой контакт с эталонным телом по плоскости, в которой находится локальный круглый нагреватель.

Изобретение относится к области изучения физических свойств пористых неоднородных материалов и может быть использовано для определения характеристик порового пространства и теплопроводности образцов горных пород и минералов.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в промысловой геофизике для оценки глубинных тепловых полей, процессов мембранного разделения в химической промышленности и других отраслях.

Изобретение относится к области исследования теплофизических свойств материалов и может быть использовано при определении коэффициента эффективности сверхтонких жидких теплоизоляционных покрытий - u.

Изобретение относится к стационарным способам определения теплопроводности плоских однослойных конструкций и может быть использовано в строительстве и теплоэнергетике.

Изобретение относится к нестационарным способам определения температуропроводности твердых тел и может применяться в строительстве и теплоэнергетике при проведении тепловых испытаний однородных строительных объектов, теплопроводных и теплоизоляционных материалов. Сущность заявленного способа заключается в нагреве твердого тела с помощью бесконтактного теплового воздействия на переднюю лицевую поверхность последнего источником инфракрасного излучения. Температурное поле твердого тела регистрируют с помощью системы термопреобразователей в течение нестационарного теплового режима, определяемого расчетным способом. По экспериментальным данным строят одномерное нестационарное температурное поле твердого тела. По результатам построения температурного поля твердого тела в режиме нагрева и дифференциальному уравнению теплопроводности вычисляют коэффициент температуропроводности твердого тела. Технический результат: повышение точности измерения коэффициента температуропроводности твердого тела при нестационарном тепловом режиме. 6 ил.

Использование: для определения теплопроводности керна. Сущность: заключается в том, что подготавливают образец керна и рентгеновский микрокомпьютерный томограф для сканирования указанного образца керна и получения изображения для каждого сканирования, сканируют указанный образец керна, передают для обработки трехмерное сканированное изображение с томографа на компьютер, предназначенный для анализа изображений, задают толщину слоя внутри полученного трехмерного сканированного изображения для анализа, определяют слой с максимальной теплостойкостью внутри полученного трехмерного сканированного изображения и определяют эффективную теплопроводность образца керна. Технический результат: обеспечение возможности быстрой оценки эффективной теплопроводности, не требующей численного решения уравнения теплопроводности. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для технической диагностики неоднородных конструкций. Устройство для определения сопротивления теплопередачи многослойной конструкции включает датчики температуры и теплового потока и тепловизионное устройство. Согласно изобретению включены счетчик времени измерения, блоки вычисления сопротивления теплопередачи, блок вычисления изменения сопротивления теплопередачи, блок сравнения изменения сопротивления теплопередачи и максимального изменения сопротивления теплопередачи, блок присвоения сопротивления теплопередачи, счетчик периодов времени и блок вычисления приведенного сопротивления теплопередачи. Технический результат - повышение точности результатов исследования. 1 з.п. ф-лы, 14 ил., 2 табл.

Группа изобретений относится к измерительной технике и может быть использована при решении задач энергетического аудита. Заявлен способ и устройство интеллектуального энергосбережения, согласно которым измеряют температуру теплоносителя на входе и выходе энергопотребляющего объекта, измеряют массу теплоносителя за определенный промежуток времени, определяют количество энергии, потребляемой объектом. Последовательно измеряют значения температуры на противоположных сторонах конструкции, тепловой поток на внутренней стороне конструкции и наружной стороне конструкции на противоположной стороне. Определяют сопротивление теплопередачи многослойной конструкции в точке контролируемого участка поверхности исследуемого объекта для каждого интервала измерения. Проводят тепловизионное обследование путем измерения температурного поля поверхности с пространственным периодом, определяемым размерами минимального дефекта конструкции. Определяют приведенное сопротивление теплопередаче по всей поверхности исследуемого объекта в произвольных координатах. Определяют сверхнормативные потери тепла. Определяют энергоэффективность по отношению к сверхнормативным потерям тепла и осуществляют формирование управляющего воздействия для интеллектуализации энергосбережения. Технический результат: повышение эффективности энергосбережения. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 15 ил, 1 табл.

Изобретение относится к области тепловых измерений и может быть при изучении особенностей нестационарного теплового режима, нахождении теплового баланса и определении теплофизических показателей твердых материалов различного предназначения. Сущность заявленного способа заключается в формировании нестационарного теплового режима твердого тела с помощью бесконтактного неразрушающего теплового воздействия на переднюю лицевую поверхность твердого тела источником инфракрасного излучения. Температурное состояние твердого тела регистрируют в фиксированных точках координатного пространства по схеме: в толще твердого тела при y=0 и z=0 на участке x∈[0, δ], где δ - толщина твердого тела, в точках в количестве N+1 с координатами x=0, δ/N, 2δ/N, …, (N-1)δ/N, δ; на поверхностях твердого тела при x=0 и x=δ в координатах, удовлетворяющих условиям |y|≤(0,9÷0,95)a и z≤(0,8÷0,9)b, где a и b - геометрические характеристики поверхностей твердого тела. На основании экспериментальных данных строят нестационарное температурное поле твердого тела по пространственно-временным координатам. Технический результат - повышение точности получаемых данных. 7 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области исследования изменения теплофизических свойств конструкционных материалов при нанообработке нестационарным методом неразрушающего контроля. Способ состоит в воздействии тепловым импульсом на поверхность образца, регистрации температуры и временного интервала от начала теплового воздействия до достижения температурой в точке регистрации заранее заданного значения. На контактную зону воздействуют тепловым импульсом через индентор, закрытый термоизолятором и имеющий встроенные датчик температуры, нагреватель, и сферическую рабочую часть индентора, выполненную из природного алмаза, которую вдавливают в обработанный поверхностный слой с силой, обеспечивающей заданную длину пятна контакта, нагревают до определенного фиксированного значения температуры, выключают нагреватель и регистрируют время, за которое температура уменьшится до заданного уровня, и по формуле определяют коэффициент теплопроводности. Технический результат - повышение точности определения коэффициента теплопроводности. 1 ил.

Изобретение относится к области технической физики, в частности к тепловым методам исследования материалов, и может быть использовано для определения удельной теплоемкости материалов. Заявлен способ определения удельной теплоемкости материалов, заключающийся в том, что формируют первый и второй идентичные исследуемые образцы из сыпучих или пористых материалов. Приводят их в тепловой контакт по плоскости с источником теплоты. Внешние поверхности образцов приводят в тепловой контакт с эталонными образцами, а внешние поверхности эталонных образцов приводят в тепловой контакт с источниками теплоты. Подводят теплоту к образцам и регистрируют удельную мощность источников теплоты. Измеряют с постоянным шагом во времени температуру, удельный объем твердой фазы образцов, тепловые потоки с тех поверхностей плоских источников теплоты, которые не приведены в тепловой контакт с эталонными образцами. Определяют тепловые потоки через исследуемые образцы и вычисляют удельную теплоемкость. Технический результат - повышение точности определения удельной теплоемкости пористых, волокнистых и сыпучих материалов. 2 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к тепловому неразрушающему контролю объектов, и может быть использовано для определения теплового сопротивления и теплопроводности строительных конструкций. Согласно заявленному способу определения теплопроводности и теплового сопротивления строительной конструкции на сторонах строительной конструкции 1 устанавливают теплоизолированные нагревательные элементы 2, 3. С помощью нагревательных узлов 8, 9 и систем термостабилизации 10, 11 стороны конструкции 1 термостатируются при температурах Т1 и Т2 в течение времени τ. Время τ определяется по формуле τ=4·105·h2, где h - толщина конструкции 1. По истечении времени τ датчиками теплового потока 6 и 7 измеряют тепловые потоки q1 и q2 через строительную конструкцию. Далее определяют теплопроводность λ материала конструкции по формуле λ = ( q 1 + q 2 ) ⋅ h 2 ⋅ ( T 1 − T 2 )                             ( 1 ) , а тепловое сопротивление R - по формуле R = 2 ⋅ ( T 1 − T 2 ) q 1 + q 2                             ( 2 ) . Технический результат - повышение точности данных исследований. 5 ил.

Изобретение относится к текстильной и легкой промышленности и может быть использовано для определения теплозащитных свойств материалов и пакетов одежды. Сущность изобретения заключается в измерении времени остывания аккумулятора тепла, помещенного внутрь материала, пакета одежды, в заданном интервале температур и определении суммарного теплового сопротивления образца. В качестве нагревательного элемента в предложенном решении используется аккумулятор тепла с теплоносителем в виде геля в герметичной упаковке. Технический результат - повышение достоверности оценки теплозащитных свойств не только материалов и пакетов одежды, но и готовых изделий различной объемной формы и конфигурации без их разрушения для подготовки проб. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области теплофизики и может быть использовано при проведении мероприятий неразрушающего контроля комплекса теплофизических характеристик твердых строительных материалов. Согласно заявленному предложению исследуемый образец помещают между плоским нагревателем и охлаждают снизу холодильником, со всех сторон закрывают герметичными крышками и выявляют температурную волну на поверхности исследуемого материала со стороны нагревателя. В электронном блоке управления таймером задают время наблюдения, с помощью пульта управления на кнопках устанавливают температуру нагревателя, температуру холодильника, толщину образца, используя их для определения в вычислительном устройстве электронного блока управления значений коэффициента теплопроводности и коэффициента термического сопротивления. Значения температуры поверхности образца со стороны нагревателя заносят в ЭВМ и используют совместно с полученными в вычислительном устройстве электронного блока управления данными для определения искомых теплофизических характеристик. Также заявлено устройство, реализующее данный способ. Технический результат - повышение достоверности определения теплофизических характеристик твердых строительных материалов. 2 н.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к нестационарным способам определения теплопроводности сыпучих материалов и может применяться при изучении термических свойств почв, рыхлых горных пород, сыпучих строительных и прочих дисперсных материалов. Сущность способа заключается в предварительном нагреве до требуемой температуры металлической пластины и ее последующем погружении в слой сыпучего материала, расположенного в опытной площадке, которая изнутри покрыта слоем теплогидроизоляции. Контроль за равномерным нагревом металлической пластины до требуемой температуры осуществляют бесконтактным способом с помощью инфракрасного термометра. Нижняя кромка металлической пластины заточена под углом 45°. Термопреобразователи, установленные в сыпучем материале и в толще металлической пластины по центру, регистрируют с определенной дискретностью и продолжительностью во времени тепловые режимы нагрева сыпучего материала и охлаждения металлической пластины. С учетом измеренных параметров рассчитывают коэффициент теплопроводности сыпучего материала. Технический результат: повышение точности измерения коэффициента теплопроводности сыпучего материала при нестационарном тепловом режиме. 5 ил.

Наверх