Устройство для измерения теплопроводности

 

Сеюэ Советски к

Сециапистически к

Ресттубпни

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<»>866463 (6I ) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 16,1 1.79 (21) 2840480/18-25 (53)М. К.ч. с присоединением заявки М— (23) Приоритет

С О1 К 25/18

9вударетекккы11 квинтет ееср вв девает взебретенкй и вткрыткй

Опубликовано 230981, Бюллетень _#_»35

Дата опубликования описания 250Я81 (53) УДК 536..6(088.8) (72) Авторы изобретения

В.В. Курении, Ю.В. Левочкин, В.М. Козин и И.В. Молокоедов (71) Заявитель

Ленинградский технологический институт х промышленности (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ

Изобретение относится к области исследования теплофиэических свойств, а именно, к измерению теплопроводности, Известно устройство для измерения теплофизических свойств веществ,, в которых боковую поверхность испытуемого образца для уменьшения бокового теплообмена окружают защитными кольцами, образующими вокруг образца

1О кольцевую воздушную прослойку, Защитным кольцам обеспечивают хорошую тепловую связь с торцовыми контактными поверхностями образца, >вследствие

1э чего они имеют температуру, близкую к среднеповерхностной температуре образца. Теплообмен на боковой поверхности образца практически не зависит от уровня температуры, а определяется небольшими перепадами температуры, соизмеримыми с перепадом температуры в самом образце, порядка

1о-2o к (1 ).

Недостатком устройства является то, что высота буртиков одинакова только на образцах определенной высоты. При исследовании более высоких образцов верхняя .контактная; пластина поднимается вверх и увеличивается поверхность верхнего буртика имеющего температуру верхней контактной пластины. При разных температурах нижней и верхней контактных пластин роль теплообмена боковой поверхности образца с верхними буртиком возрастает, что приводит к появлению дополнительной погрешности измерения температуропроводности.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для измерений теплопроводности, состоящее из двух массивных металлических блоков, перемещающихся относительно друг друга вдоль вертикальной оси, между которыми помещается образец. В верхнем блоке смонтирован нагреватель, а в нижнем тепломер. В

6463 контактных поверхностях блоков расположены термопары, измеряющие перепад температуры на образце. Для обеспечения хорошего теплового контакта между верхним блоком и образцач,верхний блок свободно подвешен в вилках кронштейна 12).

Недостатком устройства является то,.что боковая поверхность образца закрыта кольцом с температурой верхнего блока и на боковую поверхность образца попадает нескомпенсированный паразитный тепловой поток от кольца.

При расширении .диапазона теплопроводности образцов принципиально необходимо работаТь на образцах большей высоты (до 30 мм). В этом случае роль теплообмена в радиальном направлении резко возрастает, что приводит к увеличению погрешности измерений.

I„em изобретения — повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения теплопроводности, состоящем из теплоизолирующего корпуса, образца и термоприемников, двух массивных теплопроводящих блоков, установленных с возможностью поступательного перемещения вдоль общей оси, один из которых снабжен нагревателем, а другой тепломером, защитных колец, блоки ввинчены по левой и правой резьбе равного

mara в теплопроводящие кольца, соединенные между собой с возможностью совместного вращения, При этом блоки ввинчены в кольца таким образом,. что при контакте торцовых поверхностей образца с блоками плоскость зазора между кольцами совпадает со средней по высоте плоскостью образца.

На чертеже показано предлагаемое устройство.

Устройство состоит из двух теплопроводящих блоков 1 и 2 равной теплоачкости. В верхнем блоке смонтирован нагреватель 3, а в нижнем блокетепломер 4. Образец 5 зажимается между блоками. Для защиты боковой поверхности образца от теплообмена с окружающей средой используются теплопроводящие кольца б и 7, в которые на. левой и правой резьбе равного шага ввинчены блоки 1 и 2. Нижнее кольцо через шариковый подшипник 8 крепится к плате 9 прибора, а верхнее свободно подвешивается в вилках 10 кронштейна ll. Штанга 12 устанавливается в плате 9 прибора таким образом, чтобы

5 !

О

45 обеспечить вертикальное перемещение блоков вдоль общей оси. Вращательное движение блоков предотвращается наличием двух пальцев 13 в нижнем блоке и трех ограничительных штифтов .14 в верхнем блоке. Нижнее и верхнее кольца соединены двумя штифтааи 15, которые обеспечивают совместное вращение колец. При вращении колец блоки либо сходятся, либо расходятся, иеремещаясь вдоль общей вертикальной оси.

Верхний блок закрыт теплоизолирующим корпусси 16.

Устройство работает следующим образом.

При подготовке к опыту разводят блоки на максимальное расстояние, вращая в соответствующую сторону кольца, и затем штангу 12 поднимают вверх относительно платы 9 прибора, Вместе со штангой вверх перемещается закрепленный. на ней кронштейн 11, вилка 10, подхватывая ограничительные штифты

1, поднимает блок 1 с кольцом б.

При этси кольцо 6 снимается со штифтов !

5. Нагревателем 3 нерегревают верхний блок относительно нижнего íà 1020 К. Контактные поверхности блоков промывают и смазывают контактной смазкой, образец устанавливают на площадку тепломера и опускают стойку с кронштейиом вниз. Верхнее кольцо садится на штифты 15, ограничительные штифты 14 поднимаются вверх вдоль пазов вилок 10. Вращая кольца в обратную сторону, медленно сближают блоки до тех пор, пока блоки не зажмут ис" следуемый образец, при этом появится круговой зазор между кольцами. При этом вес верхнего блока, ранее приходившийся на нижнее кольцо, перейдет целиком на образец. Под действием этой силы и за счет свободного вертикального перемещения ограничительных штиф тов 14 в пазах вилок 10 контактная поверхность верхнего блока установится по верхней поверхности образца.

За счет выбора левого и правого направления реэьб s кольцах, а также одинаковой величины начального навинчивания, зазор между кольцами для любой толщины образца всегда будет лежать s средней по высоте плоскости образца. Дальнейшее разведение колец нежелательно, так как будет увеличиваться сквозной зазор между кольцами, а следовательно и теплообмен с боковой поверхностью образца.

S ;86

Применение изобретения особенно эффективно для боковой защиты образ» цов со значительной высотой.

Применение изобретения в промышленных теплофизических приборах дает значительный экономический. эффект за счет более рационального использования материалов, теплофиэические характеристики которых будут получены с большой точностью на этих приборах, Кроме того, предлагаемое устройство является унифицированным узлом, который может прыкеняться в приборах с разными диапазонами теплопроводности.

Формула изобретения

Устройство для измерения теплопроводидсти, состоящее из теплоизолирующего корпуса, образца и термоприемников, двух массивных теплопроводящих блоков, установленных с возможностью поступательного перемещения вдоль общей осн, один из которых снабжен нагревателем, а другой — тепломером, защитных колец, о т л и ч а ю щ е е—

6463 6 с я тем, что, с целью повышения точности измерений эа счет исключения суммарного теплообм на боковой поверхности образца с защитными кольцами.

$ блоки ввинчены один по левой, а другой по йравой резьбе равного шага s тепло проводящие кольца таким образом, что при контакте торцовых поверхностей образца с блокаыю плоскость зазора меж« ду кольцами совпадает со средней по высоте плоскостью образца, а кольца соединены между собой с возможностью совместного вращения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Курепнн В.В., Платунов Е.С.

Приборы для исследования температуропроводности и теплоемкости в режиме монотонного разогрева. Известия вузов, "Приборостроение", ЛИТМО, 1966, т. 9, Ф 3, с. 127.

2. Загункова А.Ф., Курепин В.В., Леночкин Ю.В. Межвузовский сборник научных трудов. Машины и аппараты

as холодильной, криогенной техники н кондипиони.сования воздуха. Л., ЛТИ им. Ленсовета, 1976, с. 144 (прототип

866463

Заказ 8066/66

Тираж 910 Подписное

-ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Составитель А. Хорцев

Редактор В. Еремеева Техред 3. Фанта Корректор С. Шекмар