Способ комплексного измерения теплофизических характеристик веществ Советский патент 1985 года по МПК G01N25/18 

«

Изобретение относится к теплофизике, конкретнее к способам для измерения теплофизических характеристик (коэффициента температуропроводности и теплопроводности, удельной теплоемкости) твердых, пастообразных и жидких веществ, и может быть использовано для экспресс-анализа теплофизических свойств вещест в процессе их термообработки.

Цель изобретения - повышение точности и производительности измерений.

На фиг . 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - срез нижнейчасти устройства; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2 (нижняя часть устройства)5 на фиг. 4 - срез средней части устройстваJ на фиг. 5 разрез Б-Б на фиг. 4 (средняя часть устройства).

Устройство состоит из эталонного тела 1 с цилиндрической выборкой 2, предназначенной для исследуемого образца и жидкостного нагревателя 3. Эталонное тело 1 окружено теплоизоляцией 4 к помещено в корпус 5. Эталонное тело выполнено в виде пакета дисков, крайние диски - элементы 6 и 7. Б дисках, кром 6 и 7, имеются сквозные каналы 8 PI Ааналогичные отверстия в дисках.6 и соединены с патрубками 10 и 11 ввода и вывода хладагента. На горцах дисков имеются зигзагообразные (спиральные, либо другого вида) канавки 12 которые соединяются при сборке в единый канал через отверстия 13 и 14.

Характерный, размер проходного сечения канала, обеспечивающий одномерность температурного поля эталонного, тела с полостью и отсутствие конвекции (из условия G,Г Р 1000., где Gr - критерий Грасгофа; Ргкритерий Прандтля), дошкен удовлетврять соотношению

коэффициент внутреннего трения хладагента;

«я - коэффициент температуропроводности,

- ускорение силы тяжести;

j - коэффициент объемного расширения хладагента.

967452

Способ реализуется следующим об. разом.

Например, измеряют теплофизические свойства молочных продуктов. I В соответствии с методикой способа 2-х температурно-временных интервалов для этих продуктов не из соображений по.лучения минимальной погрешности при измерении оптимальным fCI материалом для эталонного тела является полиметилметакрилат. В качестве тепло- или хладагента выбирают жидкость со свойствами, идентичными свойствам полиметилметакрилата, J5 например вазелиновое масло.

Вазелиновое масло заливают в термостат и подают во внутреннюю полость эталонного тела-.

После :1рокачивания масла через 2Q полость эталонного тела оно возвранается в термостат.

К моменту измерения в эталонном теле существует однородное температурное поле. Стыковку нагревателя 3 25 с образцом 2 и. эталонным телом 1 и последующие измерения производят в присутствии хладагента в полости эталонного тела.

Прекращение прокачивания хладаген.-,, та исключает отток тепла от эталонного тела, после его контакта с нагревателем.

Вследствие идентичности свойств эталонного тела и хладагента после прекращения прокачивания хладагента среда,, состоящая из эталонного

те.па с хладагентом, в теплофизическом смысле является однородной. Паэтому оно удовлетворяет математическому описанию процесса переноса тепла, используемому для получения расчетн-ых формул.

За счет конвективного теплооб, мена жидкости с эталонным теплом во много раз возрастет интенсивность теплообмена и достижение однородного температурного поля в эталонном теле по сравнению с теплообменом за счет конвекции воздуха меж,ду эталонным телом и наружной термостатируемой оболочкой по известному способу. В результате резко повышается производительность измерений за счет сокращения времени измерений. 5S Сокраш,ение времени измерения до

3-5 мин позволяет повысить точность из.мерения теплофизических свойств вещес,тв, у которых эти свойства

являются функцией времени термостатирования, так как испарением влаги за 3-5 мин можно пренебречь, а крис таллизация и структурирование за это время не происходят. Значение точных значений ТФХ позволяет конст руировать малометаллоемкие и малоэнергоемкие теплообменные аппараты, а получение оперативной информации

11967454

о ходе термообработки веществ - активно регулировать технологический процесс,

5 Изобретение может быть испольэовано для экспресс-анализа теплофизических свойств веществ в процессе их получения, термообработки и хранения.

СПОСОБ КОМПЛЕКСНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВЕЩЕСТВ, состоящий в том, что за счет прокачивания хладагента термостатируют эталонное тело с образцом до достижения в них однородного температурного поля, после чего эталонное тело приводят в тепловой контакт с нагревателем через образец и фиксируют температурно-временные изменения в плоскости контакта, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и производительности измерений, прокачивание хладагента осуществляют через внутреннюю полость эталонного тела, в качестве хладагента используют вещество, по теплофизическим свойствам идентичное свойствам эталонного тела, и прекращают прокачивание в момент осуществления кон(Л такта эталонного тела с нагревателем.

АА

Фиг.З

6-Б

12

Фиг.5