Контактное нагревательное устройство для определения теплофизических свойств неметаллических материалов Советский патент 1992 года по МПК G01N25/38 

Ё

Сущность изобретения: в нагревательных элементах устройства выполнены цилиндрические полости, в которые через систему трубок подается жидкий охладитель. Каждая полость может быть заполнена хладагентом независимо от других полостей, что позволяет создавать градиентные тепловые поля в исследуемых образцах. 1 ил.

Изобретение относится к области термического анализа и теплофизических исследований, в частности к определению теплофизических свойств материалов при монотонном и ступенчатом нагреве, и является усовершенствованием устройства по авт.св. № 1679332.

Наиболее близким к изобретению является нагревательное устройство для определения теплофизических свойств неметаллических материалов, содержащее теплоизолирующий корпус, измерители температуры, два теплопроводящих стержня, установленные с возможностью поступательного перемещения вдоль общей оси, нагреватели и охранные втулки для каждого из теплопроводящих стержней.

Недостатками этого устройства являются ограничение интервала положительных температур измерений, невозможность производить измерения при отрицательных

температурах и при высоких скоростях охлаждения, а также относительно низкая производительность.

Цель изобретения - расширение интервала температуры измерений и повышение производительности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит трубки подачи охладителя, а каждый из теплопроводящих цилиндрических стержней выполнен с полостью для охладителя, причем полости имеют цилиндрическую форму, расположены коаксиально стержням и отделены одна от другой.

На чертеже представлена схема контактного нагревательного устройства для определения теплофизических свойств неметаллических материалов.

Устройство содержит верхний подвижный стержень 1 нагревателя, электроспи- рэль 2 верхнего нагревателя, кварцевую

VJ

ю

00 О

ю

рубку 3 верхнего нагревателя, охранную кольцевую втулку 4 верхнего нагревателя, еплоизоляцию 5 верхнего нагревателя, ижний неподвижный стержень б, охранную кольцевую втулку 7 нижнего нагреватея, теплоизоляцию 8 нижнего нагревателя, электроспираль 9 нижнего нагревателя, поость 10 нижнего неподвижного стержня, заполняемую хладагентом, кварцевую трубку 11 нижнего нагревателя, трубку 12 подачи хладагента в неподвижный нижний тержень, трубку 13 дренажа воздуха при заполнении полости нижнего Стержня, трубку 14 подачи инертного газа, каналы 15 ля размещения термопар, трубку 16 под- ачи хладагента в подвижный верхний стержень и полость 17 верхнего подвижного стержня, заполняемую хладагентом.

Контактное нагревательное устройство работает следующим образом.

Подвижный верхний стержень 1 нагревателя устройства приподнимают, при этом в зазор между верхним стержнем и нижним стержнем 6 устанавливают подготовленный соответствующим образом к испытаниям образец. Затем стержень 1 опускают на поверхность образца, включают злектроспи- ралм нагревателей и производят испытания по стандартной методике динамических испытаний при монотонном и ступенчатом нагреве образцов.

Контактное нагревательное устройство позволяет осуществлять испытания неметаллических материалов в широком интервале положительных и отрицательных температур.

При отрицательныхтемпературах испытания начинают с охлаждения жидким азотом до температуры -150°С металлических стержней нагревателя. Для этого жидкий

азот заливают в трубки 12 и 16. Контроль полной заливки полости 10 нижнего нагревательного стержня б осуществляют по появлению жидкого азота в дренажном

патрубке 13. По достижении металлическими стержнями температуры -150вС заливку прекращают и включают нагрев электрических спиралей 2 и 9 стержней. Ислытания от комнатных температур начинают без предверительного охлаждения стержней путём включения нагревателей.

Теплозащита утечек тепла с боковых поверхностей образца осуществляется с помощью надетых на концы стержней 1 и 6 с

рабочих сторбн охранных кольцевых втулок 4 и 7, выполненных из более теплопроводного материала (например, из меди, покрытой слоем никеля или хрома для защиты От коррозии), плотно припаянных к стержням твердым припоем. Поскольку охранные

кольцевые втулки своими торцовыми поверхностями обращены непосредственно к электроспиралям, тепло от нагревателя поступает к ним как непосредственно от спиралей, так и от стержней нагревателей.

Формула изобретения Контактное нагревательное устройство для определения теплофизических свойств неметаллических материалов по авт. св. №

1679332, отличающееся тем, что, с целью пдвышения производительности устройства и расширения интервала температуры измерений, оно дополнительно содержит трубки подачи охладителя, а каждый из теплопроводящих цилиндрических стержней выполнен с полостью для хладагента, причем полости имеют цилиндрическую форму, расположены коаксиально стержням и отделены од на от другой,

16

1749804