Устройство для определения теплопроводности материалов при высоких температурах

Устройство для определения теплопроводности материалов при высоких температурах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

), « а.М -. е. н., - """"оскал

Союз Советских

Социалистических

Республик

G 01 N 25/18

Ркударствеииьй квинтет

СССР аю делам изобретений и еткрытив (23) Приоритет (53) УДК 536.2 (088.8) Опубликовано 05.

Дата опубликова

В. А. Ефимов, Б. А, Буклан, В. И. Московка, Н. А. Недумов и В. Б. Бессонов (72) Авторы изобретения

Институт проблем литья АН Украинской CCP (73) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕННАЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ

МАТЕРИАЛСВ ПРИ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ

Изобретение относится к средствам и системам контроля и измерения парамет.ров теплофизических свойств материалов в литейном производстве н является усовершенствованием авт.св. ¹ 351147, кл. G«01 М 25/18.

В устройстве по основному авт. св. % 351147, кл. (3 01 N 25/18, содержащем печь, ограниченную экраном и оболочкой терм остабилизирующего охлаждения, и экранированный блок с изоляционной

1О оболочкой, снабженной эталонными нагревателями и термометрами сопротивления, изоляционная оболочка снабжена держателями образца, расположенными в горизон35 тальной плоскости и разделяющими эле- . ° менты печи я блоки симметрично по теплофизическим сво йствам 1 ).

Недостатком известного устройства

-является невозможность определения теплопроводности материалов,,имеющих незначительное отличие по химсоставу.

Устройство не позволяет фиксировать йзменение теплопроводности в зависимости

2 от незначительных изменений химсостава при вводе добавок.

Цель предлагаемого . изо бретения — повышение чувствительности и точности измерений теплопроводности материалов. Для этого оно снабжено дополнительной термостатирующей оболочкой с нагревателем, термочувствительным элементом и кюнетой, причем нагреватели подключены к источнику питания последовательно, а термочувствительные элементы к системе регистрации — дифференциально.

На фиг. 1 показаны осесимметричные ячейки, выполненные идентично в конструктивном отношении; на фиг. 2 — диаграмма работы устройства.

Осесимметричные ячейки содержат основную и дополнительную кювету 1 и 2, соответственно. Плоские цилиндрические, образцы из этих материалов заключены в термостатирующие оболочки 3 подогре» ваемые источниками 4 тепла. Над кюветами размещены терм очувствительные

3 7022 элементы 5. Измерительные ячейки включают холодильники 6, расположенные. над терм очувствительными элементами. Нв термостатирующие оболочки надеты вольфрамовые экран 7, окруженные нагревателями 8. Нагреватели помещены в керамические оболочки 9, которые удерживают молибденовые экраны 10. Обе ячейки конструктивно заключены в водоохлаждаемую рубашку 11. Термочувст- 1С вительные элементы включены дифференциально в схему измерительного моста

12, выход которого подсоединен к регистрирующему прибору 13. Устройство снабжено блоком 14 питания источников теплового потока.

Работа предлагаемого устройства происходит следующим образом.

В кювету l помещают исследуемый образец, а в кювету 2 — образец с известными теплофизическими свойствами (например, образец с низкой теплопроводйостью из сосны или А, О ). Для устранения побочных тепловых воздействий и для создания однородного теплового потоI ка,; воздействующего нв термочувствительные элементы 5, предварительно осуществляют подогрев кювет 1 и 2 с помощью источников 4 тепла. После выравнивания зо температурных полей в обеих ячейках

6пок питания источников теплового потока с заданной постоянной мощностью формирует мощные импульсы тепла Q<= Я, я которые создавая тепловые потоки Q ! зз

=9, пронизывают обе кюветы с образца-: ми, и, воздействуя на термочуиствительные элементы 5, поглашаютба хбйодильниками 6. С целью устранения влияния элек-. тромагнитных полей нагревателя, нв термостатирующие оболочки 3 надеты воль-! фрамовые экраны 7. С помощью нагрева- телей 8 в ячейках поддерживаетса ааданная температура порядка 300-1500 К.

Керамические оболочки 9 устраняют по- 45 тери тепла при проведении опйта, повышая КПД нагревателей. Молибденовые экраны 10 отражают тепловые потоки, излучаемые нагревателями, и предохрайа- ют керамические оболочки от разрушения. Проходящие через термочувствительные элементы тепловые потоки Ц = С измеf

1 .няют величину их внутреннего сопротивления в зависимости от рассеивакяцей

83 4. : способности образпов, заключенных в кюветы. В результате изменяется ток в диагонали измерительного моста 12, который регистрируетса измерительным прибором 13, шкала которого проградуирована относительно известных по теплопро1 водности материалов. работа предлагаемого устройства иллюстрируется записью на диаграммной лейте, изображенных. на фиг. 2 (кривые

1 и 2), отрвжакхцих взаимодействие тепловых потоков в системах медь-сосна и мельхиор-сосна, соответственно. На этих кривых выделены участки стационарной теплопроводности, которые отражают соотношение коэффициентов теплопроводности „и )1 двух веществ (меди и мельхиора) к третьему материалу (сосне), обладающему весьма низкой теплопроводностью, Применение дополнительной ячейки позволяет с достаточной точностью компенсировать посторонние тепловые воздействия на термочувствительные устройства, что дает возможность определять тепло проводность веществ, мало отличающихся

:друг от друга по химическому составу.

Предлагаемое устройство позволяет изучать влияние механических дефектов, :таких как пористость, инородные включения и др., на теплофизические свойства. Кроме того, устройство дает возможность исследовать теплофизические свойства композиционных материалов.

Формула изобретения

Устройство дла определения теплопроводйости материалов при высоких температурах поавт. св. N 351147, о тл и ч а ющ е е с я тем, что, сцельюпсвьпнениаточиости, оно снабжено дополнительной термостатирующей оболочкой с нагреввтеием, тер-; мочувствительным элементом и кюветой, прнчем нагреватели подключены к источ- нику питании последовательно, а термо1 чувствительные элементы к системе регистрации - дифференпиально.

Источники информации, пфиаятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 351147, кл. S 01 М 25/ 18, 1970.

702283

Фиг.2

Составитель В. Вертоградский

Редактор Б. Павлов Техред С. Мигай Корректор Г. Назарова

Закаэ 7580/41 Тираж 1073 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4