Устройство для определения теплопроводности расплавов солей

 

. %теi н -., н,, я

"Оте ..a Ц Б.Л

Союз Советских

Социалистических

Республик

<>787967 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 050778 (21) 2636943/18-25 (51)М. Кл.

G N 25/20 с присоединением заявки Йо

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 151280. Бюллетень Мо 46 (53) УДК536. 2 (088.8) Дата опубликования описания 18.12.80 (72) Авторы изобретения

С. И. Кричмар, M. П. Шевченко и Ж. Б. Левченко

Херсонский филиал Одесского технологического института пищевой промышленности (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ PACIIJIABOB

СОЛЕЙ

Изобретение относится к измерениям теплопроводности солевых расплав ов при температурах до 1500 К и может быть использовано для определения теплопроводности жидких солевых смаэок при горячей обработке металлов давлением, а также для научных исследований в области физико-химического анализа солевых систем.

Известен способ определения теплопроводности жидкой солевой системы, з аключающийся в измерении скоростей изменения температуры между источникогл тепла (стальной цилиндр Ф =60 мм, 15

h=60 мм), соприкасающегося основанием с тонким (около 1 мм) жидким сблевым слоем, и противоположной стор ной этого слоя, соприкасанхдегося с массивным холодным металлическим 2Q теплоприемником. Толщина слоя оценивается по его площади и весу с учетом плотности расплавленной соли. Температуры теплоисточника и теплоприемника измеряются термопарами (1). 25

Недостатками способа являются: трудность математической интерпретации результатов измерений нестационарного температурного поля приблизительный характер оценки толщины со- 30 левого слоя, сложность техники измерений, что приводит к значительным погрешностям измерений, которые не поддаются оценке.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является термокондуктометрический газоанализ атор, представляющий собой массивный металлический блок с газовой камерой.

В камере, через которую проходит газ, монтируется плечевой элемент, представляющий собой платиновую или вольфрамовую нить, растянутую между токовводами, которые смонтированы на изоляторах. Через нить пропускают электрический ток. Температура нити при заданном значении тока зависит от теплоемкости газовой среды в камере, вследствие чего изменяется электрическое сопротивление нити. Будучи включенным в электрическую дифферен циальную мостовую схему, это устройство позволяет определить даже незначительные изменения в теплопроводности газовой смеси, протекающей через камеру, например, при газохроматографическом анализе (21.

Недостатком устройства является то, что на нити в любом ее положении не7879б7

2S

ЗО

40

S5

60 возможно з афиксировать определенное количество расплавленной соли. Кроме того, часть солевого расплава, задерживающегося на нити, так мала, что недостаточна для заметного изменения теплопроводности системы нить-солевая пленка-газ и для определения абсолютного количества соли в пленке весовым или другим методом.

Дель изобретения — повышение точности измерения теплопроводности солевых расплавов.

Указанная цель достигается тем, что плечевой элемент выполнен в виде лодочки из тонкой платиновой фольги, расположенной по горизонтальной оси цилиндрического гнезда, таким образом, что между своей открытой частью и верхней боковой поверхностью гнезда образуется щелевой зазор.

В лодочку помещается исследуемый образец соли. Чтобы теплоотдача от образца определялась теплоемкостью соли и расплав не выливался, лодочка открытым концом подведена на минимальное расстояние (1-0,5 мм) к верхней стенке гнезда. При такой конструкции тепловой поток направлен в основном от разогретой электрическим током платины через слой солевого расплава и тонкий газовый зазор к верхней стенке гнезда. Противоположные тепловые потоки слабее. Поэтому сопротивление платинового плечевого элемента существенно зависит от теплопроводности содержимого лодочки.

Устройство (фиг. 1) представляет собой массивный корпус 1 иэ нержавеющей стали с горизонтальным цилиндрическим гнездом 2, в которое вставляется плечевой элемент 3. Последний состоит из крышки, изготовленной из нержавеющей стали. ф 25 мм и толщиной около 20 мм, в которую через текстолитовый изолятор 4 введен нержавеющий токоввод 5. Другой Г-образный токоввод б закреплен в гнезде крышки 3. К токовводам приварена платиновая лодочка 7. Лодочка 7 (фиг.2) изготовлена иэ платиновой фольги

0,07-0,1 мм, ее общая длина около40-35 мм.Сжатые концы ее К и К вставлены в прорези токовводов и обварены. Зазор между открытой ее частью и верхней стенкой гнезда минимален (1-0,5 мм). Дно лодочки обращено вниз.

Устройство работает следующим образом.

В лодочку 7 з асыпается навеска соли. Плечевой элемент вставляется в гнездо 2 и подключается к схеме питания (фиг. 3) . Последняя представляет собой мост переменного тока, два плеча которого Ro u Rz (плечевой элемент) низкоомны, а другие два плеча представляют собой два одинаковых резистора R и R>x пере менный резистор R q со шкалой. С помощью автотрансформатора То и мощ. ного понижающего трансформатора Г напряжение переменного тока (до 2,5В) подается на мост. При достаточно большой величине тока, текущего через R соль достигает необходимой температуры. Вследствие асимметричного расположения рабочего органа плечевого элемента 7 в гнезде, основной тепловой поток, определяющий температуру платиновой фольги, направлен через зазор к верхней стенке, т.е. через слой соли.

Тепловой поток от дна лодочки вниз значительно меньше благодаря большому воздушному промежутку между ней и нижней стенкой камеры 2. Таким образом, сопротивление лодочки 7 определяется в основном теплопроводностью ее содержимого. По относительному изменению величины сопротивления R g при данном токе для разных солей можно судить об их теплопроводности.

Контроль за током, а- следовательно, и за температурой нагрева осуществляется вольтметром, откалиброванным предварительно в шкале температур.

Индикатором баланса моста служит катодный осцилограф.

Предлагаемое устройство может быть использовано для подбора оптимальных композиций жидких солевых смазок при горячей обработке черных и цветных металлов давлением. формула изобретения

Устройство для определения теплопроводности расплавов солей включающее мостовую электрическую схему питания, горизонтальное цилиндрическое гнездо в корпусе и платиновый плечевой элемент, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности измерений, плечевой элемент выполнен иэ платиновой фольги в виде лодочки, расположенной параллельно оси цилиндрического гнезда, таким образом, что между своей открытой частью и верхней боковой поверхностью гнезда образуется щелевой зазор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Шевченко М. П., Панюшкина И.Н.

Сб. Металлургия и коксохимия. "Техника" 33, 1973.

2. Айвазов Б. В. "Основы газовой хроматографии", M., 1977, с.104-107

{прототип).

787967

-2И

Тр2 (Рие.2

Составитель A. Волков

Техред С.Беца Корректор М. Пожо

Редактор А. Долинич

Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 8 341/50

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4