Способ определения коэффициента теплопроводности материалов Советский патент 1984 года по МПК G01N25/18 

-f

2 3 S

тптпшшд6

00 4 Изобретение относится к тепловым измерениям в частности к способам оп ределения теплофизических характерис тик материалов, и может быть использовано при определении теплопроводности любых материалов (тканей, жид костей, строительных материалов и др как в лабораторной, так и в производственной практике. Известен способ определения тепло физических характеристик материалов согласно которому несимметрично разо гревают образец, измеряют тепловые п токи и температуру на двух изотермических поверхностях образца, а так же температуру в центре образца и по этим данным определяют теплопроводность материала С13. Недостаток известного способа заключается в низкойточности определения теплопроводности, обусловлен ной ошибками, вносимыми при измереНИИ температуры в центр.е образца. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ определения коэффициента теплопроводности, включающий использованиё исследуемого и контрольного образцов в виде пластин, создание стационарного теплового режима образцов, регистрации перепада .температур на контрольном образце и теплового потока, проходящего сквозь исследуемый образец. Операциями способа явля ются также выравнивание перепадов температур по образцам и регистрация теплового потока, проходящего сквозь контрольный образец Г21. Данный способ ограничен по точности, что обусловлено необходимость регулировки мощности нагревателя, большим числом составляю1тщх погрешностей регистрирующих приборов при двухкратном измерении мощности на- . ревателей и двукратном измерении температуры. Этот способ сложен, так как необходимо регулировать мощности двух нагревателей, и проводить большое число измерительных операций. Цель изобретения - повышение точности и упрощение способа определения коэффициента теплопроводности. Указанная цель достигается тем, что согласно способу, включающему ис пользование исследуемого и контрольного образцов в виде пластин, создание стационарного теплового режима образцов, регистрацию перепада температур на контрольном образце и теплового потока, проходящего сквозь исследуемый образец, образцы приводят в тепловой контакт по .плоскости, подводят тепло по этой плоское- ти, тепловой поток регистрируют посредством тепломера, который приводят в тепловой контакт с наружной / поверхностью исследуемого образца, а наружные поверхности контрольного образца и тепломера поддерживают при одинаковой температуре. На чертеже показана схема осуществления предлагаемого способа. Схема включает холодильник 1, контрольный образец 2, нагреватель 3, исследуемый обраэе) 4, тепломер 5 холодильник 6. С помощью нагревателя 3, размещенного в Плоскости теплового контакта контрольного и исследуемого образцов, задают стационарный тепловой режим образцов. Затем с помощью тепломера 5 определяют тепловой поток, проходящий сквозь образцы.На контрольном образце любым известным способом определяют перепад температур и, зная толщину образца, вычислшот коэффициент теплопроводности по формуле, Л S/( - R), где с - толщина образца ut - перепад температур на контрольном образце; q - удельный тепловой поток, проходящий сквозь исследуег мый образец R - тепловое сопротивление тепломера. Расчетную формулу получают с использованием, специфического для данного способа условия: равенство перепада температур на контрольном образце и суммы перепадов температур на исследуемом образце и тепломере. Величина R должна быть .определена предварительно как константа устройства. Пример . При опробывании спо.соба измеряют коэффициент теплопроводности оптического стекла марки ЛК-5. Результаты измерений: R 2-10 м К/Вт; f 7-10 м; t 6,20 К; q 10 Вт/м ;Э.1,166 ВТ/{м-К, За базоиай объект принимают прибор для определения теплопроводности ИТ-3 разработки Института технической теплофизики АН УССР г. Киев. По сравнению со способом-прототипом и базовым,объектом расчетная относительная погрешность -измерений при комнатных температурах уменьшилась в 2 раза. Повышение точности достигается за счет того, что одновременное создание равных температурны1 : перепадов на исследуемом и контрольном образцах позволяет уменьшить погрешность измерения за счет нестабильности тепловых потоков, так как в этом случае тепловые возмущения взаимно компенсируются. Кроме того, измерение

31111084 .

температури на контрольном образце Упрощение по сравнению.с протопозволяет умень11шть и стабилизиро-типом достигается за счет исключевать контактные термические сопроткв-ния операции измерения перепада темлемия..ператур на образце.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ МАТЕРИАЛОВ, включаю&щй использование исследуемого и. контрольного образцов в виде пластин,) создание стгщионарного тёплового режима образцов, регистрацию перепада температур на контрольном образце и теплового потока, проходящего сквозь исследуемый образец, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения процесса определения, образцы гфиводят в тепловой контакт по плоскости, подводят тепло по этой плоскости, тепловой поток регистрируют посредством тепломера, который приводят в тепловой контакт с наружной поверхностью исследуемого образца, а наружные поверхности контрольного образца и тепломера поддерживают при одинаковой температуре.