Способ измерения коэффициента теплопроводности при стационарном тепловом режиме

 

! (< ((i) 554486

Союз Советских

Социалиетн()еских

РеС!.y5) IW (61) Дополнительное к авт. спид-ву (22) Заявлсио 11.02.75 (21) 2106223!25 (51) М. Кл. - О OIKi 251 18 с присосдииеиием заявки №

Государствекный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15,04.77. Бюллетень № 14

Дат 011 v ();I III OBàèèÿ OIIIIC211llя 20.05.77 (53) УДК 536.63(088.8) (72) Авторы изобрстс!шя

П. И. Hlypl )я и Ф. Ф. Лсжеиии (71) 3 и и) итсл ь

Тбилисский филиал Всесоюзного и у-)но-исследовательского инстигута метрологии им. Д. И. Менделеева (51) СПОРОВ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ГЕПЛОПРОВОДНОСТИ

Изобретеш(е отпосится к области испытаний с примеиеписм тепловых средств, и частности к исследованиям теплофизических свойств материаловв.

При точных измереш(ях коэффициента теп- 5 лопроводиости предпочтение отдается стационарным способам, так как DIIII болес точны и легко реал(зу(мы: для измерен!гя тсилоироВодиости,!Остаточио СОзд21 ь в Ооразцс иа правленный тепловой поток известной величи- 1()

llhI и определигь градиент температур вдоль потока (1).

O!ipe.3,c;ie(IIIBii (выигрыш точности измерения теплового потока может быть получен, если 15 использую. два исследуемых образца, расположенных по обе стороны нагревателя-источника теплового потока и реп!стрируют значения температур поверхностей ст I!!map TIIO!0

06p

Повышение производительности измерений без спижеиия точности по сравнению со спо(.Обом (2j досTII I 2 CTc51 и р и х! си сI! !0 1

Зтот образец располагают BAIccTc и исследусМЬ!М IIOC 1СДОВ21 С,! ЬИО I(0 И а ИР2 В <1«111110 Т(ИЛО—

)ui 0 ноток;i. >l) Для вычисления искомого коэффициента необходимо зпать перепады температур Ilo тол(циие стандартного и испытуемых образцов.

Недостатком этого способа является погрешность измерений вследствие искажающего влияния термопар, виедрясмых в исследуемый ооразсц.

Целью изобретения является повышение точности измерения. При этом решается задача устранения внедрения измерителей в исследуемьш образец без внесения гогрсшиости за счет неучтенных термических сопротивлеIi i I É.

Это достигается тем, что ио предлагаемому способу используют две пары образцов, из пих значения толщllil стандартных образцов и температур блока нагрева выбирают равными, 2 значения то III(èï испытуемых образцов — р13личиыми, фиксируют температуру при настуllлсиии стационарного режима I! ио измерсllиым величинам определяют коэффш(ис(п теилопроводности.

Разиотолщинные испытуемые образцы и

Одииаковой ТОЛ шипы CT2IIÄ2)ÝTIIbie 06p2311 bl си !мстричцо расиолаг210T ио одну и другу)о

CTOpO1Iу 0 1 ОЛОка )1агрСH2 !

Зыпо;(Расчст пой фо)та!У. I ь(oclloB211 IlIB21011(O! О сборку двух Образцов, ll т llcioBoi 0 поток!1, 554486

t1 — гЗ < Ст

<)

Состаннтелн В, Вертоградский

Техред,Л. Гладкова

Р<. д» ктор И. Шубина

Корпо«тор 3. Тарасова

Заказ 1054/7 Изд. № 401 Тираж 1106 1(однисное

I(IIII(I) III Государственного комитет» Гонста Министров ГГСР но делам изобретений и откр<втой

113035, Москва, )K,-З5, Ра н<с«аи наб., д. 4/5 1 нногра<1н<я, нр. С»Пупов», 2 пронизывающего стандартный образец. Выражая тепловой поток через перепады температур и соответствующие тcnëoâûe сопротивления, имеем где ti, <2, t3 — значения температур поверхностей блока нагрева, горячей и холодной сторон стандартного образца, соответственно;

Ост — ЗНаЧЕНИЕ ТОЛЩИНЫ СтаНДаРтНОГО образца; г — тепловое сопротивление контакта.

Объединяя полученное выражение с подобным выражением для второй пары образцов, получаем расчетную формулу в виде

<< — « 1

) — iст (1 3)1 (а а) (1 3 <(2 3) Таким образом, при описанном способе измерения коэффициента теилопроводности термические контактные сопротивления в рабочей формуле отсутствуют, лишь требуются измерения температур на нагревателе и на горячей и холодной сторонах стандартных образцов при одинаковых условиях.

Предложенный способ может быть реализован на устройстве, содержащем нагреватель, по одну и другую стороны которого симметрично располагают разнотолщинные испытуемые и одинаковой толщины стандартные образцы, которые прижаты к нагревателю блоком ох аждения. Термопары вмонтированы на блока: нагрева и на стандартных образцах постоянно.

При таком способе возможно измерение теплопроводности трудно обрабатываемых материалов, упрощается и мо)кет быть автоматизирован процесс замены Ооразцов, что дает повышение производительности измерений.

Формула изобретения

Способ измерения коэффициента теплопроводности при стационарном тепловом режиме, состоящий в том, что пропускают тепловой поток от блока нагрева к блоку охлаждения через последовательно расположенные между

10 ними исследуемый н стандартный образцы, регистрируют значения температур поверхностей стандартного образца и температуры поверхности блока нагрева, контактирующей с исследуемым образцом, отличающийся тем, ГВ что, с целью повышения точности, использую. две пары образцов, причем значения толщии стандартных образцов и температур блока нагрева выбирают равными, а значения толщии испытуемых образцов различными и по нзмсо0 реииым значениям определяют коэффициент 1

1. == i,„

ei — < 1 ст (tZ — t3)/(/2 — t3) — (ti — /3) < (/2 — t3)

25 где ti, 12, t3 — значения температур поверхностей блока нагрева, горячей и холодной сторон стандартного образца, соответственно;

11, Ь2, 13 — то же, для второй пары образ30 цов, расположенных симметрично;

О, 6 — значения толщин испытуемых образцов;

΄— значение толщин стандартных

35 образцов, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. В. Л. Осипова. Экспериментальное исследование процессов теплообмена, М., «Энер40 гия», 1969, гл. 1.

2. М. I. 1.aubitz. «Canadian 1. ОЪ Phys», v. 38, № 7, р. 887, 1960.

3. D, A. -Ioivl. «I. Nucl. Mater», v. 19, № 1, р. 9, 1966.