Устройство для определения теплопроводности твердых тел

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii) 505948

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.03.72 (21) 1763853/26-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 05,03.76. Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 06.05.76 (51) М. Кл G 01N 25/18

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 543.621(088.8) (72) Автор изобретения

В. И. Нестеров (71) Заявитель Уральский филиал Всесоюзного дважды ордена Трудового Красного

Знамени теплотехнического института им. Ф. Э. Дзержинского (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ

Изобретение относится к устройствам для определения теплопроводности керамических материалов методом стационарного теплового потока и предназначено для использования в научно-исследовательских и заводских лабор атор иях.

Заделка термопар в устройствах для определения теплофизических свойств материала осуществляется высококвалифицированным рабочим. Это сложная операция, а при наличии прочных образцов — трудно осуществимая. Свойства массы, применяемой для заделки, отличаются от свойств исследуемого образца, тем более от свойств поверхностной корки, образующейся в процессах сушки и обжига.

Не меньшие трудности возникают при подгонке контролирующих поверхностей, причем не удается оценить достигнутую степень контролирования. Поэтому в известных устройствах для определения теплопроводности твердых тел осуществляется прямое измерение теплового потока, что значительно снижает требования к качеству «теплового контакта», но усложняет конструкцию.

Устройства для определения теплопроводности косвенным путем с использованием эталонных образцов, например, путем сравнения температурного перепада на образцах в зависимости от мощности, расходуемой нагревателем, известны, но широкого применения не получили из-за больших погрешностей определения.

Цель изобретения улучшить воспроизводимость условий испытания при одновремен5 ном сокращении трудозатрат на подготовку образцов. Это достигается тем, что между контролирующими поверхностями, например нагревателем и образцом, создается постоянный зазор за счет установки трехкалиброванных

10 шариковых опор. При этом влияние качества подготовки поверхности образцов на результаты испытаний практически исключено. Количество шариков (3 шт.) соответствует наибольшей устойчивости и равномерности передачи

15 давления. Взаимное расположение шариков и их расстояние от центра образца должны быть всегда одинаковы.

Шарики могут одновременно выполнять функцию датчиков температуры поверхности

20 образца, если они будут являться одновременно и спаями измерительных термопар. Для снижения влияния поверхностных эффектов при измерении температур шарики-спаи контактируют с нагревателем и холодильником

25 через керамические пластины.

При таком методе измерения температуры поверхности отпадает необходимость установки термопар в образцы, и, следовательно, полностью исключается влияние качества заделки

ЗО термопар на результаты определения. Даль505948

Составитель А. Глушко

Текред А. Камышникова

Редактор Т. Орловская

Корректор М. Лейзерман

Заказ 944/5 Изд. № 258 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 нейшее улучшение воспроизводимости условий измерения достигается тем, что для теплоизоляции боковых поверхностей образца, опоры нагревателя и холодильника применена засыпная изоляция из теплоизоляционного материала с практически постоянным насыпным .весом (например, из обожженного фракционирова нного,вермикулита) .

На чертеже показано предложенное устройство для определения теплопроводности твердых тел.

В корпусе 1 устройства на теплоизоляционной подставке 2 размещен плоский металлический нагреватель 3. Исследуемый образец 4 контактирует с нагревателем 3, а также с холодильником 5 через керамические пластины 6 и шариковые опоры 7, являющиеся одновременно спаями термопар — датчиков температуры поверхности образца. Боковые поверхности образца, подставки и холодильника изолированы от корпуса теплоизоляционной засыпкой 8.

Теплопроводность измеряется следующим образом. Через некоторое время после включения нагревателя в устройстве достигается стационарный тепловой режим, на что указывает прекращение роста температуры поверхностей образца. В этот момент определяется перепад

5 температур по образцу, и по величине перепада путем сравнения с перепадами температуры на ранее исследованных в этом же устройстве эталонных образцах (при одной и той же мощности нагревателя) определяется тепло10 проводность исследуемого образца.

Формула изобретения

1. Устройство для определения теплопроводности твердых тел методом стационарного

15 теплового потомака, содержащее нагреватель, термопары, холодильник, изолирующую прокладку и измерительную схему, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, между нагревателем и холодиль20 ником расположен образец и отделен от них калиброванными шариковыми опорами.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве опор использованы спаи термопар.