Способ определения теплопроводности материалов
Патент 1642345
Авторы
Классы МПК
Способ определения теплопроводности материалов
Иллюстрации
Реферат
Изобретение относится к тепловым испытаниям , а именно к определению теплофизических свойств материалов Цель изобретения - повышение точности и упрощение В качестве источника и стока теплоты используют тепловые среды, ограниченные по массам, различающиеся по температурам и теплоизолированные от окружающею пространства Среды контактируют между собой через исследуемый образец Длч расчета теплопроводности образца необходимо знать тег пературы сред в данный момент времени и в начальный момент принимаемый за начало регулярного теплового режима По сравнению с прототипом повышение, точности и упрощение способа обеспечивается за счет исключения измерения теплового потока тепломером 1 ил С
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)я G 01 N 25/18
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Е 1 )
СА) Д. ,Ql
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4459932/25 (22) 14.07.88 (46) 15.04.91. Бюл. N 14 (71) Киевский государственный университет им,Т.Г. Ш евчен ко (72) А,И.Фиалка, А.Г,Солдак и Л,А.Степанова (53) 536.06(088,8) (56) Николаев Г.А„Николаева Н.Г. Установка для исследования теплофизических свойств горных пород методом тепловой емкости в лабораторных условиях. — В кн.: Физические процессы горного производства.
Л., 1975, вып,2, с.3 — 6.
Куперин В.В, и др. Промышленные теплофизические приборы первого поколения, — Промышленная теплотехника, 1981, т,3, ¹ 1, с.29 — 34, Изобретение относится к тепловым испытаниям, а именно к определению теплофизических свойств материалов.
Цель изобретения — повышение точности и упрощение.
На чертеже представлено расположение образца относительно источника и стока теплоты при реализации способа.
На черте>ке представлены; образец 1, гидроизолирующая прокладка 2, тепловые среды 3,4, измерители 5 и 6 температуры.
Образец испытуемого материала выполнен в виде пластины. Тепловые среды 3 и 4 имеют конечную массу, теплоизолированы от внешней среды (теплоизоляционные оболочки на чертеже заштрихованы). Наличие гидроизолирующих прокладок 2 позволяет
„„Я „„1о42345 А1 (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к тепловым испытаниям, а именно к определению теплофизических свойств материалов. Цель изобретения — повышение точности и упрощение. В качестве источника и стока теплоты используют тепловые среды, ограниченные по массам, различающиеся по температурам и теплоизолированные от окружающего пространства. Среды контактируют между собой через исследуемый образец. Для расчета теплопроводности образца необходимо знать температуры сред в данный момент времени и в начальHblA момент, принимаемый за начало регулярного теплового режима. По сравнению с прототипом повышение точности и упрощение способа обеспечивается за счет исключения изMåрения теплового потока тепломером. 1 ил. использовать в качестве тепловых сред жидкости. Измерители 5,6 температуры предназначены для регистрации температур сред со сторон, обращенных к образцу.
Способ осуществляется следующим образом, Задают различные температуры тепловых сред 3 и 4 и приводят их в контакт с поверхностями плоского образца. Разность температур сред обеспечит перетекание теплоты между ними через образец 1. Через некоторый промежуток врем=ни должен наступить регулярный тепловой режим во всей системе тепловые среды — образец. Наступление регулярного теплового режима констатируется на основании температурных измерений, динамика изменений темпера1642345 тур тепловых сред при известности их теплоемкостей однозначно определяет тепловой поток через испытуемый образец; разность температур сред характеризует перепад температур между поверхностями образца в направлении теплового потока.
Расчет теплопроводимости А образца осуществляется по формулам: А В×1 А Ч1Ч2С!
D Т2 Чо Ю +Чг)
Т вЂ” То, Vt Т + Ч2 То .
V1+V2 V1+V2 гле т — время, отсчитываемое от начала установления регулярного теплового режима системы тепловые среды — образец;
V1 — объем первой тепловой среды;
T2 — температура второй тепловой среды в момент
Ч2 — объем второй тепловой среды;
С вЂ” теплоемкость единицы обьема тепловой.среды;
1 — толщина образца;
Ti — температура первой тепловой среды в момент t- 0:
To — температура второй тепловой среды в момент t = 0;
Vo — обьем образца испытуемого материала.
Способ, характеризуется простотой осуществления. Он не требует регулирования и измерения мощности нагревателя, внедрения датчиков температуры в исследуемый образец, измерения. текущего перепада температур, плотности теплового потока через образец тепломером и проведения трудоемкой операции градуировки тепломера по образцовым мерам. Одновременно достигается повышение точности определения теплопроводности по сравнению со способом-прототипом: за счет устранения погрешности измерения силы тока, сопротивления нагревателя, градуировки тепломера, измерения теплового потока (последняя в способе-прототипе составляет 8—
10о )
Способ, может найти применение при
5 массовых испытаниях материалов.
Формула изобретения
Способ определения теплопроводности материалов, состоящий в том, что плоский образец приводят в тепловой контакт
10 с двумя тепловыми средами разной температуры с конечными массами, после наступления регулярного теплового режима регистрируют тепловой поток, протекающий через образец от одной среды к другой, 15 и температуру одной из поверхностей образца,отл ича ю щийс я тем, что, с целью повышения точности и упрощения, теплоизолируют тепловые среды от, окружающего их пространства и определяют тепловой по20 ток по соотношению температур среды, причем искомую величину рассчитывают по соотношениям
А ВЧ1 V1V2C1 Т=т " D T, = . ) Т вЂ” То V1 Ti + V2 То
Ч1+Ч2 Ч1+Ч2
30 где г — время, отсчитываемое от начала установления регулярного теплового режима системы тепловые среды — образец;
V1 — обьем первой тепловой среды;
Т2 — температура второй тепловой среды в момент х;
Ч2 — объем второй тепловой среды;
С вЂ” теплоемкость единицы объема тепловой среды;
I — толщина образца;
Чо — объем образца испытуемого материала.
Ti — температура первой тепловой среды в момент т = 0
45 То — температура второй тепловой среды в момент т= О, 1642345
Составитель В.Вертоградский
Редактор M,Öèòêèíà Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор И.Муска
Заказ 1143 Тираж 397 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101