Лабораторный стенд для исследования теплофизических свойств веществ Советский патент 1992 года по МПК G09B23/16 

камере. Это снижает точность эксперимента.

Цель изобретения г расширение функционал ъныу возможностей.

Для достижения этой цели в лабораторном стенде для исследования тепл1офизических свойств веществ, содержащем термостат с теплоносйгелем И расположёнными в нем тремя KanopviMetpaMM. два из которых предназначены для исследуемого вещества, а третий - для веще(ггва с известными свойствами, и средство для обеспечения теплообмена между теплоносителем и калориметрами в термостате установлены воздушные камеры, в одной из которых расположен один из калрр|| ётр6в с исследуемь1м веществом, а в другой с известными свойствами перегородка, делящая его по горизонтали на верхнюю и нижнюю полоСт и. с отверстиями, а средство для обеспечения теплообмена состоит из установленного в перегородке переливного патрубка, патрубка для поДачи теплоносителя в верхнюю полость и патрубка для слива его из нижней.

Такое выполнение стенда позволяет расширить его функциональйые возможности, так как оказывается возможным дести зксперимент как в процессе нагрева калори|Цетров, так и в процессе их охлаждения без осуществления 1аких-то дополнительHfaix мероприятий (например, извлечения калориметров из термостата).

На фиг. 1 представлен термостат, разре ; на фиг. 2 - лабораторный стенд, общий

вид..-; , , :: . :,.;.- /.; , .

Калоримётрм 1-3, закрепленные в кр«4Щке 4, устано(лёны в термостате 5. Калориметры 2 и 3 помещены в воздушные сэмеры 6 цилиндрической формы, а воздушные камеры в и калориметр 1 установлены с зазором в отверстиях горизонтальнр) перегородки 7, Делящей термостат 5 на верхН1рю и нижнюю Полости. Калориметры имеют сферическую форму, причем калориметры 1 и 2 заполнены исследуемым веществом (например, песком. Опилками). Калориметр 3 выполнен из меди, а калориметры 1 и 2/ стеклянные колбы. Диаметры их одинаковы. Патрубок 8 служит Для обеспечения необходимого уровня над перегородкой 7, патрубок 9 - для подачи воды, патрубок 10 - для ее отвода. Термопары 11 служат для контроля температурного режима калориметров.

На фиг. 2 показано рекомендуемое при проведении учебного лабораторного занятия расположение трех термостатов на стенде, при котором поток жидкости последовательно переходит из верхнего термостата в нижний.

Стенд работает следующим образом. Горячая вода (или холодная при проведении процесса охлаждения) поступает по патрубку 9 в верхнюю полость термостата 5 над перегородкой 7 и через зазоры между калориметром 1, воздушными камерами б и перегородкой 7 стекает в нижнюю полость

0 термостата 5.

При зтом наличие патрубка 8 позволяет поддерживать над перегородкой 7 такой уровень жидкости, чтобы она полностью омывала поверхность калориметра 1.

5 Лабораторная работа проёодится по известной методике, т.е. на основании опытных замеров изменения температуры в центре калориметров, регистрируемой посредством термопар 11, во времени по известной методике регулярного режима определяют теплопроводность и температуропроводность исследуемого материала. Жидкость самотеком переходит из термостата в термостат (для выполнения лабораторной работы с группой из 12 студентов термостатов достаточно иметь три). Далее вода поступает в нагревательный прибор (не пок8зан)обеспечивающий компенсацию потерь ею тепла и возвращается в верхний

0 термостат.

ПРИ проведении опыта на охлаждение калориметров.-после того как закончен описанный выше эксперимент, патрубок 8 подключен к водопроводной системе с

5 холодной водой и производят такой же зксперимент, но при охлаждении. При этом вода из последнего термостата сливается в канализацию.

Предлагаемый стенд имеет более широкие функциональные возможности, нежели известный, так как позволяет проводить эксперимент как при нагревании, так и при охлаждении вещества. За учебное занятие можнц получить большее число ог ытных

5 данных и, тем самым, более точный результат эксперимента. Ряд последовательных экспериментов здесь можно проводить без разработки термостата, что невозможно в известном Стенде.

0 Размещение калориметров в раздельных воздушных камерах повышает равно мерность их прогрева или охлаждения и это позволяет получить более точные результаты опыта.

5 Ф о р м у л а и 3 о б р е т е н и я

Лабораторный стенд для исследования теплофизических свойств веществ, содержащий термостат с теплоносителем и расположенными в нем тремя калориметрами, два из которых предназначены для исследуемого вещества, а третий - для вещества с известными свойствами, и средство для обеспечения теплообмена между теплоносителями и калориметрами, о т л и ч а ющ и и с я тем, что. с целью расширения функциональных возможностей, он имеет установленные в термостате воздушные камеры, в одной из которых расположен один из калориметров с исследуемым веществом, а в другой с известным, расположенную в термостате и делящую его на верхнюю и нижнюю полости горизонтальную перегородку с отверстиями, а средство для обеспечения теплообмена состоит из установленного в перегородке переливного патрубка, патрубка для подачи теплоносителя в верхнюю полость и патрубка для слива его из нижней.

10

Изобретение относится к учебным пойО* биям по теории теплообмена и может быть использовано при проведении лаборатЬр- ных занятий по теплотехнике. Цель изобре-тения ~ расширение функциональных возможностей. Лабораторный стенд для исследования теплофизических свойств веществ состоит из термостата с теплоносителем, расположенных в нем трех калориметров, два из которых предназначены для исследуемого вещества, атретий -для вещества с известными свойствами. В термостате установлены горизонтальная перегородка и две воздушные камеры, в Одной из которых расположен один из калориметров с исследуемым веществом, а в другой - с известным. Стенд также имеет средство для обеспечения теплообмена, состоящее из установленного в перегородке переливного патрубка, патрубка для подачи теплоносителя и патрубка для его слива. 2 ил.(ЛсИзобретение относится к учебным пособиям по теории теплообмена и может быТь. использовано при проведении лабораторных занятий по курсу "Общая теплотехни- •ca^ • •:;.•, . ,•:,;;.г •^.•:'//-'.-я-:';-^Известен лабораторный стенд для определения теллофизических свойств вец^ст- ва, содержащий нагревательный эл^еменТ'с нанесенным на его поверхность слоем исс- 'ледуемого материала.Недостат1«31у» этого стенда является то, что он не может бьГТь использован для экспресс- исследования, так как требует для ocyutecT- влёния исследования значительного времени на установление^тационарного режима.Известен лабораторный стенд для исследования теплофизических свойств веществ, содержащий термостат с установленными в нем тремя калориметрами, два из которых заполнены исследуе-мым материалом, а один выполнен из материала с известными свойствами, причем последний и один из первых двух помещены в воздушную камеру.Недостаток этого стенда - ограниченные функциональные возможности, так как здесь эксперимент можно провести только в процессе нагревания калориметров, а также для проведения нескольких опытов необходимо извлекать калориметры из термостата и каким-то образом их охлаждать. Это достаточно трудоемко и занимает значительное время, что в условиях проведения учебного занятия является немаловажным. Кроме того, помэшенные.в воздушную камеру калориметры прогреваются неравномерно, так как боковая поверхность их воспринимает неодинаковый тепловой поток, что обусловлено совместным расположением калориметров в одной|i^ о ел о>&

Фие.