Устройство боковой тепловой защиты образца при теплофизических исследованиях Советский патент 1991 года по МПК G01N25/18 

сл

с

Изобретение относится к теплофизиче- ским измерениям, а именно к измерениям теплопроводности стационарным методом. Целью изобретения является повышение точности определения теплофизических характеристик на образцах с неоднородностя- ми. Поставленная цель достигается тем, что компенсационные источники тепла располагают перпендикулярно направлению основного теплового потока, и тем самым компенсируют искажения бокового распределения температурного поля неоднородных образцов. 1 ил.

Изобретение относится к теплофизиче- ским измерениям, а именно к измерению теплопроводности стационарным методом.

Целью изобретения является повышение точности определения теплофизических характеристик на образцах с неоднородно- стями.

На чертеже представлено устройство для определения теплопроводности, в котором в качестве боковой защиты образца реализовано предложенное устройство, общий вид.

Устройство для определения теплопроводности состоит из источника 1 и приемника 2 тепла, тепломера 3, к которому подключен вольтметр 4, датиков 5 и 6 температуры, вольтметра 7, подключенного к датчикам температуры, и устройства боковой тепловой защиты образца, состоящего из тепломера-индикатора 8, к которому подключен нуль-гэльпяяометр 9, теплопроводника 10 из высокотемпературопроводного материала, двух компенсационных источников 11 и 12 тепла между торцовыми поверхностями теплопроводника 10 и источником 1, приемником 2 тепла соответственно, соединенных последовательно в электрическую цепь, состоящую из источника 13 питания и регулятора 14 мощности. Компенсационные источники тепла имеют одинаковую мощность выделения тепла. Поверхности тепломера-индикатора измерительного тепломера 3, приемника 2 образуют полость под образец 15.

Устройство боковой тепловой защиты работает следующим образом.

Включают источник 13 питания компенсационных источников 11,12 тепла. Регулятором 14 устанавливают температуру tK. Затем включают источник 1 и приемник 2 тепла. При установлении стационарного температурного режима, который регистриOs00

N О 4 Ю

руется вольтметром 4 тепломера 3 или датчика 5, 6 температуры, стрелка нуль-гальваномера 9 тепломера-индикатора 8 может быть расположена левее нуля, на нуле или правее нуля. Если стрелка находится на нуле, необходимо снять показания вольтметров 4 и 7, если не на нуле, то необходимо регулятором 14, уменьшая или увеличивая мощность, выделяемую источником 11 и 12 тепла, добиться установки стрелки на нуль, В таком положении стрелки боковой теплообмен будет компенсирован, а тепповой поток, входящий в образец 15, будет равен выходному пбтоку из образца 15. При определении коэффициента теплопроводности

по зависимости Уя К -рД берут показание вольтметра 4 Un, подключенного к измерительному тепломеру 3, и показания вольтметра 7 UT, подключенного к датчикам 5, 6 температуры. Градуировочный коэффициент К определяется по эталонному образцу с известной теплопроводностью. Разность температуры на теплопроводнике 10 будет равна разности температуры между источником 1 и приемником 2 тепла.

At Хи Аtic - tn ± A tic Т.и - tn.

где - температура источника 1 тепла;

tn температура приемника 2 тепла;

Д U - температуры компенсационных источников, которые равны между собой.

Преимуществом предлагаемого технического решения по сравнению с известными, а именно расположения компенсационных источников тепла перпендикулярно поверхности контакта тепломера-индикатора и образца, является то,что боковое распределение температурного поля в предлагаемом решении аппроксимируется кусочно-линейной зависимостью, что

позволяет значительно уменьшить искажение температурного поля в боковом слое образца с неоднородными включениями. Применение теплопроводника из высоко- температуропроводного материала уменьujaeT тепловую инерцию устройства.

Повышение точности определения теплозащитных свойств композиционных и слоистых материалов дает возможность более точно оценивать тепловые и материальные расходы, необходимые для получения и поддержания заданных температур в зданиях и сооружениях в различных климатических зонах.

Формула изобретения

Устройство боковой тепловой защиты образца при теплофизических исследованиях, состоящее из тепломера-индикатора и компенсационного источника тепла, отличающееся тем, что, с целью повышения

точности определения теплофизических характеристик материалов с неоднородностя- ми, оно содержит два компенсационных источника тепла, расположенных по торцам тепломера-индикатора перпендикулярно

направлению основного теплового потока.

П

//