Способ определения теплопроводности материалов Советский патент 1991 года по МПК G01N25/18 

Изобретение относится к тепловым испытаниям, а именно к определению тепло- физических свойств материалов

Цель изобретения - повышение точности и упрощение.

На чертеже представлено расположение образца относительно источника и стока теплоты при реализации способа

На чертеже представлены образец 1 гидроизолирующая прокладка 2, тепловые среды 3,4, измерители 5 и 6 температуры Образец испытуемого материала выполнен в виде пластины: Тепловые среды 3 и А имеют конечную массу, теплоизолированы от внешней среды (теплоизоляционные оболочки на чертеже заштрихованы) Наличие гидроизолирующих прокладок 2 позволяет

использовать в качестве тепловых сред жидкости Измерители 5 6 температуры предназначены для регистрации температур сред со сторон обращенных к образцу

Способ осуществляется следующим образом

Задают различные температуры тепловых сред 3 и л и приводят их в контакт с поверхностями плоского образца Разность температур сред обеспечит перетекание теплоты между ними через образец 1 Через некоторый промежуток времгни должен наступить регулярный тепловой режим во всей системе тепловые среды - образец Наступление регулярного теплового режима констатируется на основании температурных измерений динамика изменений темпераJSk ГО

ы

ь ,сл

ГОГ,Д

тур тепловых сред при известности их теп- лоемкостей однозначно определяет тепловой поток через испытуемый образец; разность температур сред характеризует перепад температур между поверхностями образца в направлении теплового потока.

Расчет теплопроводимости А образца осуществляется по формулам:

д ViV2CI2

V0 (Vi + V2)

..-TO

n Vi Ti + V2 To .

Vi + V2Vi + V2

гле т- время, отсчитываемое от начала установления регулярного теплового режима системы тепловые среды - образец;

Vi - объем первой тепловой среды;

Т2 - температура второй тепловой среды в момент т;

V2 - объем второй тепловой среды;

С - теплоемкость единицы объема тепловой среды;

I - толщина образца;

Ti - температура первой тепловой среды в момент г 0 ;

То - температура второй тепловой среды в момент т- 0 ;

Vo - объем образца испытуемого материала.

Способ.характеризуется простотой осуществления. Он не требует регулирования и измерения мощности нагревателя, внедрения датчиков температуры в исследуемый образец, измерения текущего перепада температур, плотности теплового потока через образец тепломером и проведения трудоемкой операции градуировки тепломера по образцовым мерам. Одновременно достигается повышение точности определения теплопроводности по сравнению со способом-прототипом: за счет устранения погрешности измерения силы тока, сопротивления нагревателя, градуировки тепломера, измерения теплового потока (последняя в способе-прототипе составляет 8- 10%).

Способ может найти применение при

массовых испытаниях материалов. Формула изобретения Способ определения теплопроводности материалов, состоящий в том, что плоский образец приводят в тепловой контакт

с двумя тепловыми средами разной температуры с конечными массами, после наступления регулярного теплового режима регистрируют тепловой поток, протекающий через образец от одной среды к другой,

и температуру одной из поверхностей образца, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения, теплоизолируют тепловые среды от окружающего их пространства и определяют тепловой поток по соотношению температур среды, причем искомую величину рассчитывают по соотношениям

5

A-Aln BV1

д ViV2CH

В

Т| -То Vi +V2

D V0 (Vi + V2)

V1 T, + V2 To Vi+V2

где т - время, отсчитываемое от начала установления регулярного теплового режима системы тепловые среды - образец;

Vi - объем первой тепловой среды; Т2 - температура второй тепловой среды в момент т ;

V2 - объем второй тепловой среды;

С - теплоемкость единицы объема тепловой среды;

I - толщина образца;

Vo - объем образца испытуемого материала.

Ti - температура первой тепловой среды в момент т 0 ;

То - температура второй тепловой сре

ды в момент т 0 ,

Изобретение относится к тепловым испытаниям, а именно к определению теплофизических свойств материалов Цель изобретения - повышение точности и упрощение В качестве источника и стока теплоты используют тепловые среды, ограниченные по массам, различающиеся по температурам и теплоизолированные от окружающею пространства Среды контактируют между собой через исследуемый образец Длч расчета теплопроводности образца необходимо знать тег пературы сред в данный момент времени и в начальный момент принимаемый за начало регулярного теплового режима По сравнению с прототипом повышение, точности и упрощение способа обеспечивается за счет исключения измерения теплового потока тепломером 1 ил С