Устройство для определения теплофизических свойств материалов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (59 4 G 01 N 25/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3753827/24-25 (22) 14.06.84 (46) 07.04.86. Бюл. N - 13 (71) Научно-исследовательский институт московского строительства (72) А.M.Äóïàê, Ю.А.Калядин и А.В.Левченко (53) 536.6(088.8) (56) Исаченко В.И. и др. Теплопередача. -M. Энергоиздат, 1981, с. 76, 223.

Осипова В.А. Экспериментальное исследование процессов теплообмена. — M. Высшая щкола, 1969, с. 101. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ OIIPE|IEIIEHHH

ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ, содержащее плоский-нагреватель, выполненный в виде круга, в центре которого укреплен измеритель температуры, приводимый в контакт с исследуемым материалом, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью сокращения времени и повышения точности определения в изменяющихся условиях теплообмена с внешней средой, оно содержит полое цилиндрическое тело со стенками по его торцам, нагреватель закреплен в одной из торцовых стенок, при этом радиус цилиндрического тела равен

R +(сУ, где R — радиус нагревателя; а — максимально возможное значение коэффициента температуропроводности; время проведения измерения, а внутренняя поверхность тела покрыта отражающим материалом.

1 12

Изобретение относится к теплофизическим измерениям, в частности к неразрушающему контролю теплофизических свойств материалов различных классов, и может найти применение в химической, строительной и других отраслях народного хозяйства.

Цель изобретения — сокращение времени и повышение точности опреде- ления в изменяющихся условиях теплообмена с внешней средой.

На фиг. I и 2 показано предлагаемое устройство.

Устройство состоит-из источника 1 энергии, приведенного в контакт с исследуемым материалом, и измерителя

2 температуры, расположенных на стенке (торце) 3 вакуумированного и экранированного изнутри 4 полого цилиндрического тела 5 с центром, совпадающим с центрами источника энергии и измерителя температуры, и с радиусом, определяемым соотношением =11„,+ Га где up — радиус источника энергии— на.гревателя; а — максимально возможное значение коэффициента температуропровоцности выбранного класса.

I исследуемых материалов; c — время проведения измерения, с плоской поверхностью 6 исследуемого материала 7, Подвод энергии источником энергии — нагревателем в виде круга к части поверхности контакта исследуемого материала вызывает нагрев исследуемой поверхности, регистрируемый измерителем температуры. Вычисление искомых параметров осуществляется по мощности нагревателя и по измеренной температуре для двух кратных различных между собой периодов времени, преобразованных аналогоцифровым преобразователем в соответствующие по количеству дискретные сигналы, поступающие.в микрокалькулятор, хранящий в оперативной памяти программу, составленную по зависимости температуры от критерия Фурье.

23109 2

Экранирование полости цилиндрического тела устройства может быть осуществлено, например, напылением алюминия или серебра на внутренние

5 поверхности полости. Вакуумированиеосуществляется откачкой воздуха, а затем производится герметизация полости.

Общее термическое сопротивление

10 полого вакуумированного и экранированного изнутри цилиндрического тела почти на два порядка больше термического сопротивления от теплообмена на наружных поверхностях цилиндричес15 кого тела с внешней средой.

Радиус цилиндрического тела выбирается так, что тепловой фронт за время измерения не выходит за пределы контактирующей окружности. Зави20 симость для оценки радиуса цилиндрического тела получена иэ зависимости a = V R /rn, где а — максимально возможное значение коэффициента температуропроводности выбранного

25 класса исследуемых материалов;

V = (R Й ) / — скорость теплового фронта; 1,, 11 — радиусы тела и нагревателя; — максимально возможное время измерений; m = 2 — для

30 цилиндра. Максимально возможное время измерений определяется из характера исследуемых объектов. Выход теплового фронта за пределы окружности контакта увеличит ошибку от изменения характера регистрируемой зависимости температуры от времени.

Устройство позволяет сократить время на выравнивание температур между исследуемым материалом и кон40 тактирующей стенкой вакуумированного и экранированного изнутри цилиндрического тела за счет уменьшения ее толщины и уменьшить ошибку от неравенства температуры по объему стенки

45 за счет увеличения термического сопротивления полостью между стенкой и внешней средой.

1223109

Заказ 1705/46

Тираж 778

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 В. Битюков

Редактор Н. Бобкова Техред В.Кадар Корректор N. Демчик