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

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для определения теплопроводности строительных теплоизоляционных и других неметаллических материалов.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Предлагаемое устройство представлено на чертеже.

Устройство содержит плоский нагреватель 1, расположенный между спаренными образцами 2, установленными на игольчатые опоры 3 для создания условия свободного теплообмена со средой. Нагреватель 1 через регистратор 4 мощности и регулятор 5 мощности подключен к источнику 6 тока. Между спаренными образцами по центру граней расположены спаи дифференциальной термопары 7, подключенной к регистратору 8 ЭДС, на поверхности двух спаренных образцов с нагревателем и в среде установлены термопары (на чертеже не показаны).

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Берут две идентичные пары эталонных образцов и устанавливают их на игольчатые опоры для создания условий свободного теплообмена со средой. Укладывают между одной парой образцов по центру граней другой парой - холодный спай термобатареи. Устанавливают термопары на поверхности двух спаренных образцов с нагревателем и в среде, включают нагреватель постоянной мощности О, через постоянный интервал времени измеряют ряд средних температурных перепадов между поверхностью образцов и средой и вычисляют средний коэффициент теплоотдачи поО

ел о

00 СЛ

верхности спаренных образцов а. Затем измеряют температурный парад ЛТЭ между центрами эталонных образцов с нагревателем и без нагревателя. Далее берут две идентичные пары исследуемых образцов, устанавливают их аналогичным образом, как и эталонные, и измеряют температурный перепад АТП между центрами исследуемых образцов с нагревателем и без него. Для обеспечения идентичных излучатель- ных свойств поверхностей исследуемых и эталонных образцов эти поверхности зачернены. Далее определяют по измеренным значениям: мощности нагревателя Q, суммарной площади F поверхности двух спаренных образцов и среднему коэффициенту теплоотдачи « поверхности спаренных образцов при стационарном режиме средний температурный перепад А Тер между поверхностью образцов и средой Атср

-Те который от теплопроводности

образцов не зависит, и учитывают его при определении теплопроводности исследуемых образцов. Величина а определяется экспериментально или теоретически один раз, а затем используется для определения неограниченное число раз. Поэтому определение теплопроводности сводится к одному измерению А Тп и вычислению Дл по формуле

1 AT3-Q/(«F)

ПуГтГ / }ff С

АТП -Q/(

Аэ,

где «э - теплопроводность эталонного образца.

Предлагаемый способ определения теплопроводности материалов может быть реализован в любой лаборатории. По сравнению с известными способами он дает следующие преимущества. Повышается точность измерений А п за счет исключения влияния колебаний температуры поверхностей образцов и определения температурного перепада между центром грани с

нагревателем и средней температурой поверхностей образцов. Кроме того, в предложенном способе исключается необходимость крепления спаев термопар на поверхностях испытуемых образцов.

Формула изобретения Способ определения теплопроводности материалов, заключающийся в создании тепловых потоков в исследуемых спаренных образцах размещенным между ними нагревателем, измерении температуры в зоне контакта между образцами, отличающийся тем, что, с целью

повышения точности измерений за счет исключения влияния колебаний температуры чокружающей среды, вводят дополнитель- ную пару исследуемых образцов без нагревателя и определяют температурный

перепад в идентичных точках обеих пар образцов, а искомую характеристику по формуле

Ал -

АТ3 Q

aF

«F

Аэ,

где Ал, Аэ коэффициенты теплопроводности исследуемого и эталонного образцов;

АТп - температурный перепад между идентичными точками в спаренных образцах с нагревателем и идентичных спаренных образцах без нагревателя из исследуемого материала;

Q - мощность нагревателя; F - суммарная площадь поверхности теплоотдачи двух спаренных образцов;

а, АТЭ - соответственно средний ко- эффициент теплоотдачи и температурный перепад между идентичными точками в спаренных эталонных образцах с нагревателем и без него, измеренные при мощности нагревателя Q и идентичной исследуемым об- разцам геометрии и излучательной способности.

Л

/ffrrf/frt

/

it

8

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано дня определения теплопроводности строительных, теплоизоляционных и других неметаллических материалов. Цель изобретения повышение точности измерений за счет исключения колебания температуры среды. Способ заключается в создании в спаренных эталонных и испытуемых образцах с идентичными излучательными свойствами поверхностей тепловых потоков с помощью размещенного между ними нагревателя постоянной мощности в условиях свободного теплообмена со средой и измерении температурных перепадов между спаренными образцами с нагревателем и спаренными образцами без нагревателя, определении среднего коэффициента теплоотдачи повер- хности идентичных спаренных эталонных образцов при стационарной теплопередаче . вычислении искомой характеристики с учетом колебания температуры среды. 1 ил.