Устройство для определения коэффициента теплопроводности Советский патент 1986 года по МПК G01N25/18 

IND

05

to

4 СО 1 Изобретение относится к технике определения теплофизических свойств и может быть использовано для опреде ления коэффициента теплопроводности при высоких температурах. Цель изобретения - повышение чувствительности и точности измерений. На чертеже изображена схема предлагаемого устройства. -- Устройство содержит цилиндрически образец 1, нагреватель из двух секци 2 и 3, термопары 4 и 5, экран 6, помещенные в водоохлаждаемзпо камеру 7 и закрепленные в нем с помощью элементов крепления, снабженных охранными нагревателями 8. Устройство работает следующим образом.. Камера 7 вакуумируется, после чег го исключаются секщ{и 2 и 3 нагревателя таким образом, чтобы они создавали равные удельные тепловые потоки на внутренней цилиндрической поверхности образца. Последний разогревается до необходимой те шературы измерений (1000-2000) К. При этом тепловой поток, вьздёлившийся в нагревателе, проходит через стенки образца, излучается его наружной поэерхностью и отводится водой водоохлаадаемой камеры 7. Охранные нагреватели 8 обеспечивают активную тепловую изоляцию торцов образца и создание одномерного температэт ного распределения в нем. После выхода )ta стационарный режим производится измерение абсолютной температуры Т| . Далее мощность одной из сек1;91й увеличивается, и в образце создается двумерное текпературное поле. Измеряется разность тем ператур « мелдцу: торцами образца, являющаяся функцией коэффициента теплопроводности материала образца и его геометрических параметров. Двумерное температурное цоле в образце описывается уравнением стационарной теплопроводности 1 а Т - О (1) Тх Тг Т ТГ при граничных условиях Л Т на торцах образца. - j --- q - на внутренней поверх -.дГ .ности образца. 3 , дт G (т - Т ) -7Т- -- на наруж4- Чг ной поверхности образца, где Т - абсолютная температура; X - осевая координата; г - радиус; Л - коэффициент теплопроводности;q - удельный тепловой поток; 0- 5,667 -10 Bt-M-2. к ; й- степень черноты noBepxHqpTH образца; Е„ - степень черноты поверхности камеры; Т ц - абсолютная температура поверхности камеры. Решением уравнения (1) для в при заданных граничных условиях и при (где 4Т - максимальное возрастание температуры образца за счет неодинаковых удельных тепловых потоков от секций нагревателя при проведении измерений) является выражение А А4 OoSin n.-r- J (. - --i) -1-Уь 1 М L-1 ЛаЬТз|;г1 где п 1, 3, 5, ...; ТJbfo 0 + I.j(jrnb) К Orna)l-jrn l, ОГпа) К, 0ГпЬ))К, (Jna)j ,(2) где А- коэффициент теплопроводности; Фд- мощность, потребляемая секцией 2; мощность, потребляемая секцией 3; Конструктивно нагреватель может быть выполнен в виде двух электрически изолированных друг от друга участков вольфрамовой спирали, намотанной на керамический стержень, а в качестве отражающего экрана взят молибденовый диск.. Пользуясь выражением (2), можно определить оптимальные геометрические размеры нагревателя, обеспечивающие максимальную чувствительность., устройства для заданных размеров образца. Дополнительный эффект обеспечивает установка отражающего экрана

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к технике измерения теплофизических СВОЙСТВ; материалов. Целью изобретения является повышение чувствительности измерений. Устройство содержит вакуумную водоохлаждаемую камеру, внутри которой по центральной оси расположены нагреватель и термопары. Нагреватель выполнен из двух последовательно расположенных секций, разделенных экраном. Секции нагревателя включены так, что они создают равные удельные тепловые потоки на внутренней цилиндрической поверхности образца. Термопары размещены в пазах (Л держателей исследуемого образца в плоскости их контакта с. торцйми образца. 1 ил.