Способ определения теплопроводности твердых тел

Изобретение относится к теплофизическим измерениям в области материаловедения и может быть использовано для определения теплопроводности твердых тел. В заявленном способе исследуемый образец приводят в тепловой контакт по плоскости с нагревателем с одной стороны, а с другой стороны приводят в тепловой контакт по плоскости с теплоприемником. При постоянной мощности нагрева, с учетом скорости изменения температуры, перепада температуры на образце определяют теплопроводность твердого тела. Потери тепла учитывают за счет поправочного коэффициента, определяемого по измерениям на эталонных образцах, размеры исследуемого и эталонных образцов одинаковые. Технический результат - повышение точности определения теплопроводности твердых тел. 6 ил.

 

Изобретение относится к теплофизическим измерениям в области материаловедения для определения теплопроводности твердых тел.

Уровень техники

Известно устройство и способ для определения 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. Элемент измерительной ячейки с функцией охлаждения выполнен в виде соосно расположенных друг в друге колец внутреннего и внешнего. Кольца внутреннее и внешнее и объем между ними выполнены с возможностью заполнения одной и той же легко испаряющейся жидкостью с углом смачивания на образце исследуемого материала не более 90°. Расположены упомянутые кольца на лицевой стороне образца исследуемого материала, а термопара расположена с противоположной стороны образца исследуемого материала [Патент РФ №2495409, МПК G01N 25/18, приоритет 25.05.2012, опубл. 10.10.2013].

Недостаток устройства и способа заключается в необходимости использования испаряющейся жидкости с углом смачивания на образце исследуемого материала не более 90°. Что, соответственно, значительно затрудняет возможности проведения измерений. Невозможность измерения теплопроводности в зависимости от температуры.

Известен способ определения теплопроводности материалов, заключающийся в создании стационарного потока, проходящего через плоский образец определенной толщины и направленного перпендикулярно к лицевым (наибольшим) граням образца. По данным измерений плотности теплового потока, температур противоположных лицевых граней и толщины образца рассчитывают теплопроводность материала [ГОСТ 7076-99. Метод определения теплопроводности и термического сопротивления при стационарном тепловом режиме. Введ. 01.04.2000. - М., 2000 - 12 с.].

Недостатками данного способа являются функциональная ограниченность, заключающаяся в проведении измерений только при стационарном тепловом режиме, и неприменимость для материалов и изделий с теплопроводностью более 1,5 Вт/(м⋅К).

Известно устройство и способ определения теплофизических свойств материалов методом лазерной вспышки. Исследуемый образец, помещенный в сферический фотометр, облучают лазерным импульсом, проходящим через оптическую систему. Температуру фронтальной поверхности образца измеряют быстродействующим яркостным микропирометром, тыльной поверхности - термопарой. Энергию лазерного импульса и его параметры регистрируют измерителем мощности лазерного излучения и фотодиодом, расположенным за «глухим» зеркалом резонатора лазера. Поглощенную образцом энергию определяют как разность полной энергии падающего на образец импульса и отраженной от образца энергии, измеряемой сферическим фотометром. Измерения осуществляют быстродействующим цифровым осциллографом с памятью, а управление - персональным компьютером. Определение теплопроводности и удельной теплоемкости исследуемого материала осуществляют путем решения обратной задачи теплопроводности с внутренним источником [Теплоэнергетика и теплотехника. Теоретические основы теплотехники. Теплотехнический эксперимент: справочник / под общ. ред. Л.В. Клименко и В.М. Зорина. - М.: Издательский дом МЭИ, 2007. - С. 431-433].

Недостатками данного устройства и способа являются техническая сложность установки, к которой можно отнести использование лазера, измерителя мощности лазерного излучения и фотодиода, служащего для измерения отраженной от образца энергии, прохождение лазерного импульса через оптическую систему. К недостаткам также можно отнести сложный математический метод определения коэффициентов теплопроводности материалов путем решения нелинейного дифференциального уравнения теплопроводности.

Известен способ измерения коэффициента теплопроводности. На верхней поверхности образца выделяют и измеряют мощность, обеспечивающую нулевую разность температур между ею и контактирующей с ней средой, дополнительно измеряют скорость изменения температуры на нижней поверхности образца и рассчитывают искомый коэффициент, при этом необходимо знать теплоемкость образца [А.с. СССР №1165958 А, МПК G01N 25/18, опубл. 07.07.1985].

Недостатком данного способа измерения коэффициента теплопроводности является необходимость знать теплоемкость образца.

Известен способ измерения коэффициента теплопроводности образца в вакууме. Образец соединен с тепловой ванной через теплопроводящий элемент с известной теплопроводностью. После нагрева образца до максимальной температуры в заданном температурном диапазоне нагревание прекращают. Затем температуру образца измеряют в каждый момент времени до тех пор, пока температура образца не достигнет температуры тепловой ванны. Из результатов измерения температуры образца в зависимости от времени и по известной теплопроводности теплового соединительного элемента определяют коэффициент теплопроводности образца [Патент Японии JP 2012122857 A, G01N 25/18, опубл. 28.06.2012].

Недостатком данного устройства и способа является необходимость проведения измерений в вакууме.

Наиболее близкими к заявленному изобретению являются устройство и способ комплексного определения теплофизических характеристик материалов, состоящий в том, что образец монотонно разогревается через одну из изотермических поверхностей при периодическом изменении теплового потока на другой поверхности с периодом, большим времени регуляризации температурного поля образца, включающий измерение теплового потока, температур в характерных сечениях образца, скорости изменения температуры и расчет характеристик по известным формулам, одновременно с монотонным нагревом перепад температур на образце последовательно устанавливают равным нулю и 5-50 К, а тепловой поток измеряют на изотермической поверхности, подвергаемой монотонному нагреву.

Устройство для осуществления указанного способа состоит из разъемной теплозащитной оболочки, металлического ядра, включающего нагревательный блок, контактирующий с основанием, на котором установлены тепломер, образец и пластинка, окруженные адиабатической оболочкой, две термопары в пластине и термопару в тепломере, в котором дополнительно установлен регулятор, а в пластине установлен нагреватель, термопары пластины и тепломера включены дифференциально и последовательно с задатчиком перепада температуры и регулятором, соединенным с нагревателем пластины [А.с. СССР №949447 А1, МПК G01N 25/18, опубл. 07.08.1982].

Недостатком данного способа и устройства является возможность применения метода для определения теплопроводности твердых тел не более 5 Вт/(м⋅К), сложность измерений, требующая необходимость поддержания постоянства температур и скорости разогрева, многостадийность эксперимента, техническая сложность устройства, к которой можно отнести использование задатчика перепада температуры и регулятора.

Сущность изобретения

Задачей изобретения является упрощение способа и повышение точности определения теплопроводности.

Поставленная задача достигается тем, что исследуемый образец известной толщины и площади поперечного сечения приводят в тепловой контакт по плоскости с нагревателем с одной стороны, а с другой стороны приводят в тепловой контакт по плоскости с теплоприемником, выдерживают до выравнивания температур исследуемого образца, нагревателя и теплоприемника с теплоизолированными боковыми поверхностями и измеряют начальную температуру образца, со стороны нагревателя воздействуют на поверхность исследуемого образца равномерным тепловым потоком при постоянной мощности нагрева. Перепад температуры на образце, для уменьшения погрешности измерения, регистрируют дифференциальной термопарой и располагают в высокотеплопроводных нагревателе и теплоприемнике. Температуру теплоприемника регистрируют отдельной термопарой. Определение теплопроводности образца проводят в условиях нагрева. За температуру образца принимают Т=(Т1+T2)/2, где Т1 - температура нагревателя, Т2 - температура теплоприемника. Потери тепла учитывают за счет поправочного коэффициента, определяемого как среднее арифметическое по результатам измерений на эталонных образцах с известной теплопроводностью, с одинаковыми размерами исследуемого и эталонных образцов. Поправочный коэффициент не зависит от теплового сопротивления исследуемого образца при постоянных размерах образца,

Теплопроводность определяют по формуле:

λ=(k⋅2W+Cx⋅b)⋅h/(2S⋅(T1-Т2)),

где k - поправочный коэффициент, безразмерная величина;

W - мощность электронагревателя, Вт;

Cx - теплоемкость теплоприемника, Дж/К;

b - скорость изменения температуры образца, К/с:

h - толщина образца, м:

S - площадь поперечного сечения образца, м2;

(Т1-T2) - перепад температуры на образце, К.

На фиг. 1 изображена схема конструкции измерительной ячейки. При мощности нагрева, например 7 Вт, и теплоемкости теплоприемника, например 14,2 Дж/К, определяют поправочный коэффициент k=(2λ⋅S⋅(Т1-T2)-Схbh)/2W по измерениям на эталонных образцах, например цилиндрах с площадью поперечного сечения 2,5⋅10-4 м2 и толщиной 2⋅10-2 м, выполненных из латуни (марка JIC-59) и стали (марка Ст.3), температурная зависимость теплопроводности которых, λл и λс, близка к линейной, [http://thermalinfo.ru/publ/tverdye veshhestva/metally_i_splavy/7], [Физические величины. Справочник. А.П. Бабичев, Н.А. Бабушкина, A.M. Братковский и др.; Под ред. И.С. Григорьева. Е.З. Мейлихова. - М.: Энергоатомиздат, 1991. - С. 351], [Марочник сталей и сплавов. 2-е изд., доп. и испр. / А.С. Зубченко, М.М. Колосков, Ю.В. Каширский и др. Под общей ред. А.С. Зубченко - М.: Машиностроение, 2003. - С. 59].

Поправочный коэффициент k, равный 0,68, вычисляют как среднее арифметическое значений поправочного коэффициента для образцов из латуни (марка ЛС-59) k, равного 0,65, и стали (марка Ст.3) k, равного 0,71, которые определяют по измерениям для латуни (марка ЛС-59) фиг. 2 и для стали (марка Ст.3) фиг. 3 соответственно, где: Т1 - температура нагревателя, T2 - температура теплоприемника, (T1-T2) - перепад температуры на образце, b - скорость изменения температуры образца, и по табличным значениям теплопроводности λл и λс фиг. 4.

Учет тепловых потерь за счет введения поправочного коэффициента позволяет повысить точность измерений теплопроводности.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображена схема конструкции измерительной ячейки, где:

1 - нагреватель;

2 - теплоприемник;

3 - образец;

4 - электронагреватель;

5 - термопара;

6, 7 - дифференциальная термопара;

8 - оболочка;

9 - изолятор;

10 - пружина.

На фиг. 2 приведены зависимости от времени для образца из латуни (марка ЛС-59): T1 - температура нагревателя, T2 - температура теплоприемника, (T1-T2) - перепад температуры на образце, b - скорость изменения температуры образца.

На фиг. 3 показаны зависимости от времени для образца из стали (марка Ст3): T1 - температура нагревателя, T2 - температура теплоприемника, (T1-T2) - перепад температуры на образце, b - скорость изменения температуры образца.

На фиг. 4 представлена зависимость теплопроводности от температуры для образца из стали (марка Ст3): λэс - экспериментальные значения, λс - табличные значения, и для образца из латуни (марка ЛС-59): λэл - экспериментальные значения, λл - табличные значения.

На фиг. 5 представлена зависимость от времени для образца из олова: T1 - температура нагревателя, T2 - температура теплоприемника, (T1-T2) - перепад температуры на образце, b - скорость изменения температуры образца.

На фиг. 6 представлена зависимость теплопроводности от температуры для образца из олова: λэо - экспериментальные значения, λо - табличные значения.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Ячейка для измерения теплопроводности твердых тел содержит теплозащитную разъемную оболочку 8, электронагреватель 4 крепится па керамическом изоляторе 9, нагретый медный нагреватель 1 формирует равномерный тепловой поток, проходящий через образец 3 к медному теплоприемнику 2, прижатому пружиной 10, что позволяет улучшить тепловой контакт образца с медными нагревателем и теплоприемником, перепад температуры на образце, для уменьшения погрешности, измеряют при помощи дифференциальной термопары 6, 7, температуру медного теплоприемника измеряют термопарой 5. Размеры исследуемого и эталонных образцов одинаковые.

Заявленный способ позволяет определить теплопроводность твердых тел в диапазоне от 55 до 120 Вт/(м⋅К) с относительной погрешностью до 10% в интервале температур от 50 до 90°С, что подтверждают эксперименты, на фиг. 4 представлена зависимость теплопроводности от температуры для образца из стали (марка Ст.3): λэс - экспериментальные значения, λс - табличные значения и для латуни (марка ЛС-59): λэл - экспериментальные значения, λл - табличные значения.

Пример конкретной реализации, определение теплопроводности олова. Исследуемый образец 3, цилиндр из олова с площадью поперечного сечения 2,5⋅10-4 м2 и толщиной 2⋅10-2 м, помещают в разъемную полипропиленовую оболочку 8 теплопроводностью 0,2 Вт/(м⋅К) между медными цилиндром-нагревателем 1 и цилиндром-теплоприемником 2 теплоемкостью 14,2 Дж/К, прижимают пружиной 10 усилием 3 Н. Выдерживают до выравнивания температур исследуемого образца, медных цилиндров нагревателя и теплоприемника с теплоизолированными боковыми поверхностями 8 и измеряют начальную температуру образца. Электронагревателем, выполненным из нихромовой проволоки 4, мощностью 7 Вт нагревают цилиндр-нагреватель. Термопарой 5 измеряют температуру цилиндра-теплоприемника, дифференциальной термопарой 6,7 измеряют перепад температуры на образце. На фиг. 5 представлена зависимость от времени для образца из олова: T1 - температура цилиндра-нагревателя, T2 - температура цилиндра-теплоприемника, (T1-T2) - перепад температуры на образце, b - скорость изменения температуры образца. По формуле вычисляют теплопроводность λ=(k2W+Схb)h/(2S⋅(T1-T2)). На фиг. 6 представлена зависимость теплопроводности от температуры с учетом поправочного коэффициента k, равного 0,68, для образца из олова: λэо - экспериментальные значения, λо - табличные значения [Физические величины. Справочник. А.П. Бабичев, Н.А. Бабушкина. A.M. Братковский и др.; Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. - М.: Энергоатомиздат, 1991. - С. 342]. Отличие экспериментальных значений от табличных не превышает 10% в интервале температур от 50 до 90°С.

Заявленное изобретение позволяет повысить точность определения теплопроводности твердых тел.

Способ определения теплопроводности твердых тел, включающий пропускание равномерного теплового потока через исследуемый образец, измерение перепада температуры на образце, скорости изменения температуры при постоянной мощности нагрева, отличающийся тем, что потери тепла учитывают за счет поправочного коэффициента, который определяют по измерениям на эталонных образцах, размеры исследуемого и эталонных образцов одинаковые, теплопроводность определяют по формуле:

λ=(k2W+Cxb)⋅h/(2S⋅(T1-T2)),

где k - поправочный коэффициент; W - мощность электронагревателя; Сх - теплоемкость теплоприемника; b - скорость изменения температуры образца; h - толщина образца; S - площадь поперечного сечения образца; (T1-T2) - перепад температуры на образце.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области энергетики и предназначено для определения темпов изменения температуры пород недр при извлечении или аккумулировании тепловой энергии.

Изобретение относится к области определения теплофизических характеристик ограждающих конструкций и может быть использовано в строительстве для оценки теплофизических свойств по результатам испытаний в натурных условиях.

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, а именно к способам обогащения различных пород полезных ископаемых по их теплофизическим свойствам, и может быть использовано при сепарации минеральных частиц, в том числе алмазосодержащей породы, на различных этапах.

Изобретение относится к области исследования и анализа технологических сыпучих материалов, в т.ч. пищевых, характеризующихся насыпной плотностью.

Изобретение относится к области технической физики, в частности к тепловым методам исследования материалов. Способ определения удельной теплоемкости сыпучих материалов заключается в том, что герметизируют объем с образцом известной массы, образец приводят в тепловой контакт по плоскости с источниками тепла, подводят тепло к образцу, измеряют температуру источников тепла и их удельную мощность, вычисляют тепловые потоки через образец.

Изобретение относится к области исследования теплофизических характеристик анизотропных материалов. Заявлен способ измерения теплофизических свойств анизотропных материалов методом линейного импульсного источника теплоты, заключающийся в том, что образец исследуемого материала изготавливают в виде двух массивных пластин, между которыми размещают линейный электронагреватель и измеритель температуры.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения пожароопасных свойств материалов и веществ. Предлагается установка по определению критического значения лучистого теплового потока.

Изобретение относится к стационарным способам определения коэффициента теплопроводности жидких теплоизоляционных материалов. Разработанный способ может применяться в строительстве и теплоэнергетике для исследования теплопроводных качеств сверхтонких жидких теплоизоляционных покрытий на поверхностях плоских источников теплоты.

Изобретение относится к области теплофизических измерений и может быть использовано для определения теплопроводности материалов. Согласно заявленному способу исследуемый образец известной толщины через источник теплоты с заданной плотностью теплового потока приводят в тепловой контакт с эталонным образцом, термостатируют при заданной температуре исследуемый и эталонный образец и измеряют температуру.

Изобретение относится к стационарным способам определения коэффициента теплопроводности жидких теплоизоляционных материалов. Разработанный способ может применяться в строительстве и промышленной теплоэнергетике для исследования в натурных условиях теплопроводных качеств сверхтонких жидких теплоизоляционных покрытий.
Настоящее изобретение относится к теплофизике и предназначено для определения теплопроводности снега в условиях естественного залегания снежного покрова и может быть использовано при изучении термических свойств снега разной структуры и плотности. Сущность способа заключается в измерении плотности и твердости снега и определении коэффициента теплопроводности снега по эмпирическим зависимостям. Способ определения теплопроводности, включающий измерение плотности и вычисления теплопроводности по эмпирической зависимости, отличающийся тем, что дополнительно измеряется твердость снега и производится определение коэффициента теплопроводности снега по эмпирическим зависимостям:при 0,15≤ρ≤0,45 ипри 390<Р≤715, λ=0,4219ρ+0,1922;при 175<Р≤390, λ=0,3824ρ+0,1362;при 50<Р≤175, λ=0,4021ρ+0,0674;при 0<Р≤50 ипри 0,2≤ρ≤0,4, λ=0,7398ρ-0,0907;при 0,15≤ρ<0,2, λ=0,146ρ+0,0281,где Р - твердость снега, Н;λ - коэффициента теплопроводности снега, Вт/(м⋅К);ρ - плотность снега, г/см3.Технический результат - повышение точности определения коэффициента теплопроводности снега в условиях естественного залегания снежного покрова.

Изобретение относится к теплофизическому приборостроению, а именно к приборам для измерения коэффициента теплопроводности волокнистых пищевых продуктов животного происхождения. Устройство для определения коэффициента теплопроводности волокнистых пищевых продуктов животного происхождения состоит из разъемного корпуса, выполненного из теплоизолирующего материала, в нижней части которого установлен теплонагреватель, а на его верхней части установлен холодильник, между которыми в контакте расположены три тепломеры, выполненные в виде плоских медных пластин, между которыми зафиксированы две ампулы. При этом ампула, расположенная между верхней и средней пластинами, предназначена для исследуемого продукта, а ампула, расположенная между средней и нижней пластинами, - для эталонного продукта. На медных пластинах установлены термодатчики, а в ампуле с исследуемым продуктом установлен виброинициатор кристаллизации. В качестве холодильника используют холодильник Пельтье. Технический результат - повышение быстроты и точности определения коэффициента теплопроводности волокнистых пищевых продуктов животного происхождения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Использование: для качественного определения по меньшей мере одного физического и/или химического свойства ламинатной панели. Сущность изобретения заключается в том, что с помощью устройства мобильной радиосвязи выполняют следующие шаги: а) расположение устройства мобильной радиосвязи на поверхности ламинатной панели, б) измерение по меньшей мере одной физической и/или химической измеряемой величины посредством интегрированного в устройстве мобильной радиосвязи измерительного инструмента и в) по меньшей мере, качественное определение по меньшей мере одного физического и/или химического свойства из измеренной по меньшей мере одной физической и/или химической измеряемой величины. Технический результат: обеспечение возможности быстро и просто определять самим покупателем характеристики ламинатной панели в месте ее продажи. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 1 ил.

Устройство для измерений теплопроводности относится к устройствам для измерений высоких значений теплопроводности стационарным методом, предусматривающим использование продольного теплового потока в образце исследуемого материала. Предложено устройство для измерений высоких значений теплопроводности методом стационарного теплового потока в образце, содержащее термостат, охлаждающий один конец исследуемого образца и обеспечивающий постоянство заданного значения его температуры; нагреватель, размещенный на другом конце образца; датчики, измеряющие разность температур на образце и подключенные к измерителю их сигналов. Причем устройство также содержит подключенную к источнику питания и выполняющую функцию термостата первую батарею Пельтье, на поверхности которой последовательно расположены и плотно прижаты друг к другу датчик теплового потока, пластина-концентратор теплового потока с первым датчиком температуры, образец с окружающей его теплоизоляцией, контактная пластина со вторым датчиком температуры, вторая батарея Пельтье, также подключенная к источнику питания и выполняющая функцию нагревателя. Технический результат - повышение точности измерения высоких значений теплопроводности твердых тел с гарантированной достоверностью полученных результатов без привлечения к процессу измерений образцов с известными значениями теплопроводности. 1 ил.

Изобретение относится к технологии измерения тепловых потоков между твердой поверхностью и текучей средой и может быть использовано в теплофизическом эксперименте при исследовании теплоотдачи. Способ заключается в том, что для экспериментального определения коэффициента теплоотдачи на границе текучая среда - твердая поверхность выполняется предварительный нагрев теплообменной поверхности (1), выполненной из неэлектропроводного материала, при пропускании тока большой величины через электропроводный слой (2) - тонкую металлическую фольгу с высоким температурным коэффициентом сопротивления, наклеенную на эту поверхность. В потоке охлаждающей среды измеряется темп охлаждения теплообменной поверхности (1), для чего через фольгу (2) пропускается ток минимальной величины, достаточной для измерения ее электрического сопротивления, по величине которого определяется температура фольги методом термометра сопротивления. Коэффициент теплоотдачи определяется по темпу охлаждения теплообменной поверхности (1) методом регулярного режима. Предлагаемый способ и устройство для его реализации позволяет снизить погрешность определения коэффициента теплоотдачи за счет использования одних и тех же элементов для нагрева теплообменной поверхности и измерения ее температуры, а также трудоемкость проведения опытов, т.к. нагрев осуществляется без переустановки объекта. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к системам контроля эффективности работы систем отопления, вентиляции и кондиционирования жилых, общественных и административных зданий и может быть использовано при проектировании, реконструкции и оптимизации режимов работы указанных систем, а также при разработке и внедрении энергосберегающих мероприятий. В способе оценки комфортности микроклимата в помещениях жилых, общественных и административных зданий, заключающемся в измерении в помещении температуры воздуха, относительной влажности, подвижности воздуха, температуры окружающих поверхностей, предварительно определяют преимущественный тип и характеристики выполняемой работы, а также сопротивление теплопроводности преимущественного типа одежды людей, дополнительно измеряют температуру поверхности одежды человека, концентрацию диоксида углерода в воздухе обследуемого помещения и в наружном воздухе, вычисляют составляющие уравнения теплового баланса человека, определяют коэффициент комфортности теплового состояния человека k1, коэффициент радиационного охлаждения k2, коэффициент асимметрии радиационных потоков k3, коэффициент качества воздушной среды k4. Вычисляют уровень комфортности микроклимата по формуле: W=k1⋅k2⋅k3⋅k4, и оценивают уровень комфортности микроклимата по следующей шкале: <-0,5 - холодно, дискомфорт, -0,3÷-0,5 - прохладно, легкий дискомфорт, 0÷-0,3 - прохладно, но комфортно, 0 - комфорт, 0÷0,3 - тепло, но комфортно, 0,30÷0,5 - тепло, легкий дискомфорт. Технический результат - повышение точности определения уровня комфортности помещений жилых, общественных и административных зданий.

Изобретение относится к термометрии, а именно к области измерения теплофизических свойств ограждающих конструкций зданий, строительных сооружений и других инженерно строительных объектов, где необходимо определение количественных теплофизических характеристик. Переносной автоматизированный комплекс для определения теплофизических свойств содержит источник тепла, соединенный с программируемым реле, подключенным к персональному компьютеру и аналоговым датчикам температуры, равномерно расположенным по периметру внутренней стороны исследуемого объекта. Беспроводные датчики температуры равномерно расположены по периметру внешней стороны исследуемого объекта с возможностью передачи данных на персональный компьютер. Технический результат – повышение информативности получаемых результатов измерений за счет того, что комплекс позволяет установить фактические коэффициенты сопротивления теплопередачи и теплосопротивления для всего исследуемого объекта в целом с учетом всех неоднородностей строительных материалов оградительных конструкций с высокой достоверностью результата за счет получения реальных значений в ходе эксперимента для каждого отдельного объекта с учетом его специфических особенностей, уменьшение длительности и увеличение скорости проведения исследования за счет упрощения конструкции и мобильности комплекса. 1 ил.

Предлагаемый способ относится к области информационно-измерительной техники и может быть использован для предотвращения пожаров на объектах энергетики и других отраслей промышленности. Предложен способ определения концентрации компонента в двухкомпонентной газовой смеси, помещенной в измерительной камере, основанный на использовании теплопроводности контролируемой газовой смеси, сначала вычисляют массу m контролируемого компонента в газовой смеси по формулеm=ρ vк (λсм1+λсм2-λсм12)/λсм2,где ρ - плотность контролируемого компонента, vк - объем камеры, λсм1 - теплопроводность первого компонента, λсм2 - теплопроводность второго контролируемого компонента, λсм12 - теплопроводность газовой смеси. Затем с учетом массы одной молекулы контролируемого второго компонента, определяют концентрацию искомого параметра. Технический результат - повышение точности измерения концентрации компонента в двухкомпонентной газовой смеси. 1 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к тепловому неразрушающему контролю объектов, и может быть использовано для технической диагностики качества неоднородных конструкций, например зданий и сооружений, по сопротивлению теплопроводности в условиях нестационарных внешних воздействий. Способ включает измерение температуры на наружной и внутренней поверхностях многослойной конструкции и теплового потока на внутренней ее стороне, накопление по каждому измерению значений температуры на противоположных сторонах многослойной конструкции и значения теплового потока на внутренней и наружной сторонах. В процессе накопления значений температуры и теплового потока измеряют за каждый период изменения наибольшее и наименьшее значения температуры и тепловых потоков на внутренней и наружной поверхностях многослойной конструкции, измеряют среднюю величину наибольшего и наименьшего значений температуры и теплового потока за период измерения, измеряют диапазон изменения наибольших и наименьших значений температуры и теплового потока на наружных и внутренних поверхностях многослойной конструкции с вероятностью 0,95. Ограничивают максимальные и минимальные значения измеряемых температуры и тепловых потоков и определяют сопротивление теплопередаче R многослойной конструкции в точке контролируемого участка поверхности исследуемого объекта с координатами Х0, Y0. Технический результат - повышение достоверности и производительности определения качества исследуемого объекта в нестационарных условиях теплопередачи за счет исключения влияния на результаты внешних мешающих факторов. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники, предназначено для определения параметров стационарного и нестационарного теплообмена в системе «человек-одежда-окружающая среда». Заявлен аппаратный комплекс для оценки теплотехнических параметров текстильных материалов, включащий физическую модель элемента тела человека в виде герметичной цилиндрической емкости с рабочей жидкостью, оснащенной внутренним нагревателем и регулятором температуры; систему моделирования потоотделения, состоящую из термостатированного резервуара с жидкостью и насоса, подающего жидкость на рабочую поверхность с помощью трубопровода, коллектора и распределительных игл; систему непрерывного контроля мощности, потребляемой нагревателем; первичные преобразователи температуры, подключенные к регуляторам температуры для ее непрерывного контроля; средства измерения длительности импульса подачи энергии в рабочий объем и времени между моментами повторных включений нагревателя. Причем аппаратный комплекс дополнительно содержит систему автоматизации испытаний. Модель элемента тела человека выполняется в виде цилиндрического резервуара, к фланцу которого через герметизирующую прокладку прикреплено дно с электронагревателем и измерителем температуры, электронагреватель имеет спиралевидную форму, что обеспечивает более равномерную температуру рабочего объема и рабочей поверхности модели элемента тела человека. Система непрерывного контроля мощности выполнена в виде ваттметра с цифровым выходом, а измеритель температуры рабочего объема выполнен в виде полой трубки длиной не менее 0,5 м из влагостойкого материала, хорошо проводящего тепло, со штуцером и оснащен не менее чем четырьмя первичными преобразователями температуры с цифровым выходом, равномерно размещенными по высоте трубки, пустоты между которыми заполнены мелкодисперсным материалом высокой теплопроводности, например кварцевым песком. Технический результат - повышение качества моделирования эксплуатационных условий и точности измерения теплофизических свойств текстильных. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к теплофизическим измерениям в области материаловедения и может быть использовано для определения теплопроводности твердых тел. В заявленном способе исследуемый образец приводят в тепловой контакт по плоскости с нагревателем с одной стороны, а с другой стороны приводят в тепловой контакт по плоскости с теплоприемником. При постоянной мощности нагрева, с учетом скорости изменения температуры, перепада температуры на образце определяют теплопроводность твердого тела. Потери тепла учитывают за счет поправочного коэффициента, определяемого по измерениям на эталонных образцах, размеры исследуемого и эталонных образцов одинаковые. Технический результат - повышение точности определения теплопроводности твердых тел. 6 ил.

Наверх