Способ измерения контактного термического сопротивления разнородных материалов Советский патент 1990 года по МПК G01N25/18 

Изобретение относится к тепловым испытаниям, а именно к измерениям контактных термических сопротивлений.

Цель изобретения - повышение точности и расширение области применения.

На чертеже представлена схема устройства, реализующего способ.

Устройство состоит из источника 1 теплоты, стоков 2, 3 теплоты, между которыми размещены два пакета исследуемых образцов, каждый из которых состоит из трех образцов 4-6 первого типа и двух образцов 7, 8 второго типа. В образцы 8 вмонтировано по спаю дифференциальной термопары 9, которая по выходу подключена к вторичному прибору 10. Источник теплоты включен в цепь источника 11 тока вместе с ваттметром 12, который измеряет мощность выделяемого тепла. При этом сигналы с вторичного прибора 10 и ваттметра 12 подаются на измеритель 13 отношения, к выходу которого подключен индикатор 14,-служащий для регистрации искомой величины. Для уменьшения тепловых утечек элементы устройства снабжены теплоизоляцией 15. Пакеты образцов сжимаются механизмами 16, 17 дозированной нагрузки.

Количество образцов каждого типа и суммарные тепловые сопротивления в двух пакетах, расположенных между источником и стоками теплоты, равны между собой, равны также количества контактов разнородных материалов в пакетах. С источником

СП

оо to

теплоты контактируют образцы одного типа. За счет этого тепловые потоки между источником и стоком теплоты по двум пакетам равны между собой. Точки измерения разности температур в двух пакетах располагают в сечениях, отделенных от источника теплоты равными суммарными тепловыми сопротивлениями образцов и разным количеством контактирующих сопротивлений. За счет этого перепад температур связан с искомой величиной и может быть рассчитан при известном значении теплового потока. Расчетная формула имеет вид

дг/ф,

где Д71 - перепад температур;

Ф - плотность теплового потока По сравнению со способом-прототипом предлагаемый способ обеспечивает повышение точности за счет исключения влияния на результат расчета теплового сопротивления слоя образца между измерителем температуры и контактной поверхностью. Кроме того, расширяется область применения способа за счет исключения ограничения на соотношение значений искомого теплового сопротивления и теплового сопротивления одного из типов испытуемых образцов

Пример. Источник теплоты выполнен в виде электрического нагревателя, изготовлен из константановой проволоки, намотанной с шагом 1 мм и размещенной между двумя слоями лавсановой пленки. Исследуемые образцы первого типа представляют собой цилиндры диаметром 15 мм, четыре из которых имеют толщину 5, а два - 10 мм. Исследуемые образцы второго типа представляют собой цилиндры диаметром 15 мм, два из которых имеют толщину 10, а два - 20 мм В последних двух образцах на расстоянии 5 мм от одного из торцов высверлены каналы диаметром 1 мм и глубиной 8 мм для разме6

щения в них спаев (ермопары ыоки n.i ; выполнены в виде цилиндрических камер внешним диаметром 15 мм, по которым протекает вода постоянной температуры. В качестве измерителя температуры применена термопара хромель-алюмель с диаметром электродов 0,2 мм, спаи которой вмонтированы в каналы образцов второго типа высотой 20 мм.

Изобретение может быть использовано при измерении контактного термического сопротивления между различными материалами в теплотехнике, реакторостроении, авиационной и космической технике

Формула изобретения

0

5

5

Способ измерения контактного терми ческого сопротивления разнородных материалов, состоящий в том, что между источником и стоком теплоты параллельно разме щают два пакета из различно толщины двух типов, суммарные . образцов каждого типа и количество ко гз тов в двух пакетах каждого типа выбиракп равными, в контакт с источником теплоты вводят образцы одного типа, измеряют тепловой поток между источником теплоты и холодильником и перепад температур между точками в двух пакетах, на основании чего судят об искомой величине, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и рас- о ширения области применения, образцы первого типа выполняют неодинаковой толщины, измеряют разность температур между точками на осях различных пакетов образцов, причем суммарную толщину образцов первого типа и суммарную толщину образцов второго типа выполняют одинаковой, а количество контактов образцов между собой - неодинаковым для различных пакетов образцов

Изобретение относится к тепловым испытаниям, а именно к области измерений контактных термических сопротивлений. Цель изобретения - повышение точности и расширение области применения. Между источником теплоты и идентичными стоками теплоты размещают два пакета, набранные из контактирующих между собой образцов двух типов. Суммарные тепловые сопротивления пакетов равны между собой, что обеспечивается равным количеством плоскостей контактов разнородных материалов и равными суммарными тепловыми сопротивлениями образцов каждого типа в пакетах. Измеряют значение теплового потока между источником и стоком теплоты, а также перепад температур между точками в разных пакетах. Эти точки отделены от источника теплоты равными тепловыми сопротивлениями, но разным количеством плоскостей контакта. По полученным данным рассматривают искомую величину. По сравнению со способом-прототипом достигается повышение точности за счет исключения вклада в результат расчета теплового сопротивления слоя образца между точкой измерения температуры и плоскостью контакта. Кроме того, расширяется область применения за счет исключения ограничения на соотношение искомого теплового сопротивления и теплового сопротивления одного из образцов. 1 ил.