Установка для испытания образцов на термоудар Советский патент 1988 года по МПК G01N3/60 

и

ц

к

а

Изобретение относится-к нспыта- тельной технике5 в частности к испытаниям на термоудар,

Цель изобретения повышение точости при испытании образцов из керамических материалов за счет созда- , ния одинаковых условий теплообмена партии образцов.

На фиг.1 представлена схема установки 5 на образец с грузом.

Установка содержит камеру 1 нагрева образцов 2 5 емкость 3 для охлажающей жидкости держатель для образов в виде опорного круга А, на котоом установлены кассеты 5 для образ- . ов. Опорный круг 4 содержит поворотую заслонку б с Установка содержит приспособление для поворота кассеты (не показано) С опорным кругом 4 связан направляющий патрубок 7, один конец которого расположен со сторолы ержателя,, а другой размещен в емкости для охлаждающей жидкости и выпол ен в виде стакана 8 с перфорированными стенками и дномс Под дном стакана расположен выпускной патрубок 9 гидросисте14ы Юз предназначенной для осуществления циркуляции охлаждающей жидкости внутри емкости 3 к обтекания жидкостью образца 2 при достижении им дна стакана 8, Установка содержит груз 11э предназначенный для Закрепления на образце и имеющий на поверхности направленные в одну сторону и изогнутые винтообразные лопасти, сходящиеся в одной точкеs обращенной к стакану. Груз 11 крепится на образце при помощи цилиндрической спирали 12,. охватывающей образец 2, верхний и- ш-Екний концы которой крепятся на соответствующих концах образца. К нижнe iy концу спирали 12 прикреплен стержень 13,, второй конец которого закреплен на грузе IK Регулирование температуры в процессе нагрева осуществляется при помощи высокочастотного регулятора 14 температуры Термопара 15 установлена в непосредственной близости от HairpeBa- тельной спирали 16 камеры 1 нагрева. Контроль температуры в рабочем объеме камеры 1 осуществляется термопарой 17, а запись изменения температуры при помощи самописца 18

Устройство работает следующим образом.

На торцах каждого из образцов 2 закрепляют концы спирали 12 и уста- наливают в кассеты 5. Устанавливают

держатель для образцов в камере 1

нагрева. Перед началом испытаний заслонка 6 должна закрывать выпускное окно опорного круга 4, удерживая кассеты 5 в камере 1. После выдержки образцов при заданной температуре заслонка 6 открывается и образец 2 с грузом 11 движется по направляющему патрубку 7 под действием силы тяжести и достигает дна стакана 8, где

происходит его охлаждение в условиях вынужденной конвекции. При этом образец попадает в восходящий поток охлаждающей жидкости из выпускного патрубка 9 гидросистемы 10.

.В качестве хладагента могут быть использованы вода, соляные растворы, силиконовое масло. Кроме того, наличие тяжелого груза высокой плотности позволяет использовать в качестве

-25

хладагента жидкие металлы, такие как

олово, свинец, так как при этом обеспечивается полное погружение образца в хладагенте. Применение в качестве охлаждающей среды расплавов солей

0 или жидких металлов позволяет .уменьшить интенсивность теплоотдачи в процессе охлаждения до уровней, близких к реальным условиям зксплуатации изделий из хрупких керамических мате5 риалов, что повышает ценность и до с- товёрность полученных результатов, кроме того, у указанных хладагентов высокая температура кипения, что исключает возможность появления паро0 вой рубашки. Это позволяет сравнивать результаты испытаний материалов с различными величинами критическцго перепада температур, так как несмотря на различные температуры охлаж5 даемых образцов, условия теплообмена по их поверхности практически не изменяются благодаря стабильной зависимости коэффициента теплообмена от темпер.атуры.

0.

Груз, имеющий на поверхности направленные в одну сторону изогнутые винтообразные лопасти, уменьшает лобовое сопротивление образца при его движении в охлаждающей жидкости и

5

придает ему при этом вращательное движение. Оба этих фактора способствуют срыву паровой рубашкн с поверхности образца и охлаждению всех гр аней образца в условиях, близких к идентичным.

Условия тетглообмеиа при охлаждении образцов поддерживаются практически одинаковыми на всех гранях образца за счет удержания образца в вертикальном положении и придания ему вращательного движения.

При использовании в качестве охлаждающей жидкости расплава солей, имеющих высокую удельную плотность, близкую к плотности керамических материалов , скорость нагружения образ1 41261

При использовании в качестве охлаждающей среда, жидкостей с низкой удельной плотностью и низкой темпсра- 5 турой кипения (например, воды) направляющий патрубок 7 и стакан 8 позволяют стабилизировать условия теплообмена.

Формула изобретения

Установка для испытания.образцов на термоудар, содержащая последовательно установленные камеру нагрева и емкость для охлаждающей жидкости.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям на термоудар. Цель изобретения - повьшение точности при испытании образцов из керамических материалов за счет создания .одинаковых условий теплообмена партии образцов. Установка содержит камеру 1 нагрева образцов 2 и емкость 3 для охлаждающей жидкости. Между емкостью и камерой установлен направляющий патрубок 7 для перемещения образцов, оканчивающийся сетчатым стаканом 8. Образцы 2 с грузом, двигаясь по патрубку, 7, попадают из камеры 1 в емкость 3 испытывая термоудар. Изобретение позволяет использовать различные хладагенты, в том числе жидкие металлы. Патрубок 7 обеспечивает вертикальное перемещение образца, а груз с изогнутыми винтообразными лопастями обеспечивает его вращение при перемещении. Эти факторы способствуют срьту паровой рубашки и охлаждению всех граней в оданаковых условиях. 2 ил. с €

цов в процессе охлаждения резко пада- 15 держатель для образцов и систему конт- ет, что приводит к неустойчивому режиму конвективного обмена. То же са- .мое явление наблюдается при погружении в силиконовое масло -вследствие его высокого коэффициента вязкости. 20 Применение в качестве охлаждающей среды расплавленного свинца также становится весьма затруднительно, так как керамические образцы не погружаются в него полностью. Примене- 25 кие груза, имеющего на поверхности направленные, в одну сторону и изогнутые винтообразные лопасти, сходящиеся в одной точке из металла с высокой удельной плотностью позволяет ЗО преодолеть указанньгй недостаток. При этом обеспечивается строго вертикальное погружение образца.

роля и управления, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности при испытании образцов из керамических материалов за счет создания одинаковых условий теплообмена партии образцов, она снабжена направляющим патрубком, предназначенным для перемещения в нем образцов, один конец которого расположен со стороны держателя, а другой размещен в емкости для охлаждакщей жидкости и выполнен в виде стакана с перфори- . рованными стенками и дном, и грузом, предназначенным для закрепления на образце и имеющим на поверхности направленные в одну сторону и изогнутые винтообразные лопасти, сходящиеся в одной точке, обращенной к стакану,

держатель для образцов и систему конт

роля и управления, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности при испытании образцов из керамических материалов за счет создания одинаковых условий теплообмена партии образцов, она снабжена направляющим патрубком, предназначенным для перемещения в нем образцов, один конец которого расположен со стороны держателя, а другой размещен в емкости для охлаждакщей жидкости и выполнен в виде стакана с перфори- рованными стенками и дном, и грузом, предназначенным для закрепления на образце и имеющим на поверхности направленные в одну сторону и изогнутые винтообразные лопасти, сходящиеся в одной точке, обращенной к стакану,

Редактор Т.Лазоренко

Составитель В.Лазарева

Техред М.Дидык . Корректор С.Шекмар

Заказ 6280/46

Тираж 847

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий П3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Фие,2

Подписное