Прибор для определения теплофизических свойств капиллярно- пористых материалов

 

ОП ИСАНИЕ, 467260

И ЗОБРЕТЕ Н ИЯ

Союз Советских

Социалистицеских

Реслублик

К АВТОР СКОМУ СВИДЕТЕ ЛЬСТВУ (61) Завпснмос от я!зт. свидетельствя —— (22) Заявлено 09,08.73 (2! ) 1950638/26-25 с прпсоед!шепнем заявки №вЂ” (32) 11рпорнтет—

Опубликовано 15.04.75. Бюллетень № 14.

Лата опубликования описания 1.08.75. (51) М. 11л. 6 01i! 25, 58

Государственный комитет

Совета Министров СССР аа делам изобретений и откаытии

153) УДК 536.581 (088.8) (72) Авторы изооретения

В. И. Доценко, А. А. Ганичев и А. Г. Титова (71) Заявители

Восточный научно-исследовательский и проектный институт огнеупорной промышленности и Ревдинский завод по обработке цветных металлов (54) ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

КАЛ ИЛЛЯРНО-ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения теплофизических характеристик огнеупоров, теплоизоляторов, стройматериалов, почв и т. д.

Известен прибор для исследования теплофизических характеристик кап пллярно-пористых материалов, содержащий герметический сосуд и авторегулятор уровня жидкости.

Недостатком прибора является отсутствие электронагревателя, терморегулятора и микрокалориметря, что лишает экспериментатора возможности проводить комплексныс исследования с целью определения коэффициентов диффузии влаги, тепло-и температуропроводностl! и плажпос и кя и нг!, !ярпо-по1зист!>!. (Те;!.

Для расширения температурного диапазона измерений н повышения точности внутри стеклящюй емкости предлагаемого прибора размещен герметичный стеклянный сосуд с подогревателем внутри него, а пя крышке соосно с приемной воронкой установлен микрокалорнметр.

На чертеже показан предлагаемый прибор, включающий внешний стеклянный сосуд 1, выполняющий роль корпуса и теплопзолятора, в который помещен основной герметический внутренний стеклянный сосуд 2 для монтажа деталей и установки образца, Стенки сосудов

1 н 2 отделены друг от друга теплоизолпрующей воздушной прослойкой. Основной внутренний сосуд 2 снабжен металлической крышкой 3, через которую пропущена водовпускная металлическая трубка 4 с лезвпеобразным оконцевателем 5 для подачи в сосуд жидкости. Оконцеватель имеет в нижней своей части эластичный запирающий клапан, прн помощи проволочных зажимов прикрепленный к трубчатому (сплюснутому Ilo середине) рычагу б для прижимания эластичного клапана к оконцевателю. Рычаг б подвеской 7 и шарниром 8 соединен с водовпускной трубкой 4. К рычагу 6 тягой 9 прикреплен шарообразный пластмассовый поплавок 10 для регулирования уровня жидкости в сосуде 2. Водовпускная трубка 4 сверху снабжена резиновым переходником 11, ня который надета стеклянная мерная бюреткя 12 для измерения количества постуfIBIoIIlc в сосуд 2 жидкости. Мерная бюретка 12 закр!!тя сверю пробкой 13 с воздушннком 14.

На крышке 3 прибора ре!Змептеня ъ(сталлп ческая воронка 15, через которуlo пропущеl! образец 16, который покрыт с боков слоем эпоксидной смолы пли слоем парафина 17 для влагоизоляции. В испытываемый образец 16 вмонтированы тсрмопары 18 и 19 для определения псрепада температур в образце и термопара 20 для контроля температуры жидкости, впитываемой образцом. На верхнем холодЗО ном торце образца установлен водяной микро46726(! калориметр 21 для определения величины теплового потока, протекающего через кяпиллярно-пористый образец 16.

Над конической частью внутреннего герметического сосуда 2 расположен трубчатый электродвигатель для подогрева воды в этом сосуде, состоящий из керамической трубки 22 для намотки электросппрали 23. Температура воды фиксируется термопарой 24. При помощи зажимов 25 н 26 электроспираль закреплена на керамической трубке 22. Электропроводя 27 пропущены через резиновые пробки

28 и 29. Сосуд 2 установлен иа эбонитовой прокладке 30.

Предлагаемый прибор работает следующим образом. Перед началом опыта исследуемый образец 16, представляющий собой сухой капиллярно-пористый брус сечением 30Х30 мм и длиной 140 150 мм, покрывается с боков слоем влагоизоляции для предотвращения испарения влаги, причем торцовые поверхности бруса остаются непокрытыми. Перед проведением опытов внутренний стеклянный сосуд 2 заполняют жидкостью (вода, керосин и т. д.) до тех пор, пока эластичный клапан 31 плотно пе закроет лезвиеобразный оконцеватель 5 водовпускной трубки 4. Плотность закрыпгия клапана определяется по уровшо жидкости ь измерительной бюретке 12. После этого образец ш!жпим своим торцом стыкуется с поверхностью зеркала жидкости в сосуде 2, а воронка 15 заливается парафином плп другой более высокотемпературной влагоизоляцией.

После нанесения влагоизоляции образец па расстоянии 5,130 и 150 мм от своего ни>кнего торца зондируется игольчатыми термопарами 18, 19 и 20, которые служат для замеров температуры и омического сопротпьления влажного образца. Указанные термопяры во время опыта периодически присоединя-! отся к месту постоянного тока и таким образом определяется омическое сопротивление влажного образца, а Ilo его показаниям и с помощью тарировочной кривой определяется влагосодержанпе образца.

Прн стационарном процессе впитывания кидкостн образцом происходит постоянное восполнение жидкостной вя!шы за счет дейoTB?I?I aBTopcI уляторя, Откр? !вя1О?цего зяпиряющий клапан. Используя мерную бюретку 12, через ог?ределенный промежуток времени производят определение количества жидкости, входящей в сосуд и впитываемой пспытывае5 мым образцом для расчета величины потока влаги, испаряющейся с холодпогo торца образца.

Для измерения величины теплового потока. протекающего через поперечное сечение об10 разца, на его холодный торец устанавливают водяной . микрокалориметр 21. По перепад1 температур между входящим и выходящим потоком воды при ее постоянной скорости циркуляции определяют количество тепла, прохо15 дящего через образец, llo формуле

q=-с„ар„,„,,— „,) —., где ф— удельная изобарная теплоемкость воды, ккал, кг.гряд:

20 6 — расход воды, кг/ч; — время опыта, ч;

t,.— температура вод, выходящей из микрокалориметра, С;

t„, — температура воды, входящей в микрокалориметр, С.

K. преимуществам предлагаемого прибора следует отнести высокую точность измерений за счет применения авторегулятора с лезвиеобразным водовпускным оконцевателем и

Зп эластичным запирающим устройством для капиллярной подачи жидкости в герметический сосуд; проведение исследований в широком температурном интервале, что обеспечивается наличием электроподогр Ba ?KIIдкости, находяç5 щейся на стыке с образцом.

Предмет изобретения

Прибор для определения теплофизи?еск!?х

10 свойств капиллярнопористых материалов, содер>кащий герметичную стеклянную емкость с крыпlкой, В которой размещень! 11вторегулs!тoр уровня и приемная воронка для установки образца, отл1!ча?ош11йс» тем, что, с целью расшп45 рения температурного диапазона измерений и повьппения точности, внутри стеклянной емкости размещен герметичный стеклянный сосуд с подогревателем внутри него, я на крышке соосно с приемной воронкой установлен

50 микрокялориметр.

Составитель В. Юрчева

Редактор И. Шубина Техред М. Семенов Корректор В. Брыксина

Заказ 4494 Тираж 902 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Череповецкая городская типография