Способ и прибор для определения теплопроводности твердых волокнистых и сыпучих строительных материалов Советский патент 1940 года по МПК G01N25/18 

Известен уже способ определения теплопроводности твердых, волокнистых и сыпучих строительных материалов по плотности теплового потока, проходящего через испытуемый материал от нагревателя постоянной мощности.

Предлагаемый способ отличается тем, что, с целью уточнения определения теплопроводности, два или более образца, изготовленные из испытуемого материала в форме плиток различной толщины, закладывают каждый между двумя парами одинаковых металлических плиток и по температурам последних определяют плотности тепловых потоков и истинный коэфициент теплопроводности испытуемого материала.

Для определения теплопроводности по указанному способу предлагается прибор, состоящий из одинаковых массивных плиток, образующих вместе с образцами из испытуемого материала анизотропный правильный цилиндр или параллелепипед, обогреваемый с одного основания и свободно охваченный воздухом с боков и с другого основания.

На чертеже фиг. 1 изображает вид предлагаемого прибора сбоку; фиг. 2 - вид его сверху.

Прибор состоит из 6-12 совершенно одинаковых массивных металлических плиток А круглых или квадратных. В каждой плитке сбоку высверлен канал В для помещения термометра. Над плитками помещен нагреватель С в виде массивного блока яз одного материала с плитками и таких же горизонтальных размеров как плитки, с полостью для помещения реостата и с каналами для термометров. Прибор установлен на щтативе, состоящем из укрепленных на доске Н стержней D. На доске помещен экран К на ножках, служащий для защиты термометра, измеряющего температуру воздуха, от теплового излучения нижней плитки. При изготовлении прибора должно быть обращено внимание на правильность торцевых плоскостей плиток (выпуклости и вогнутости недопустимы) и одинаковость обработки их поверхностей. Поверхности могут быть строганными, щлифованными или полированными, но во всяком случае соверщенно одинаковыми. Это необходимо для того, чтобы термические сопротивления контактов между плитками, иначе говоря, коэфициенты теплопередачи контактов (k -j были

одинаковы у каждой пары плиток.

После изготовления прибор тарируется, т. е. точно определяются его константы: 1) коэфициент теплопередачи /(контакта между плитками, коэфициент теплообмена а с воздухом боковой поверхности, 3) коэфициент теплообмена на « нижнего торца нижней стенки с воздухом, при разных температурах.

По разности температур двух смежных плиток определяется плотность д теплового потока, проходящего через плоскость их контакта, например, д К (Ts - е), где Т, и TS - „условные температуры соответствующих плиток; поэтому каждая пара плиток является „тепломером.

При стационарном процессе по константам Л и а прибора сразу определяется мощность теплового потока, входящего в образец сверху (Qg) и выходящего из образца снизу (Qj.

Например,

K (Г5-Гб)-а57,

и

Q QK (Т,-Т,) + у.ЗГ„

€сли образец лежит между плитками 6 и 7. Здесь Q - площадь контакта, 5- площадь боковой поверхности плитки. Для вычисления берутся условные температуры Т - и т. д., т. е. они отсчитываются не от 0°, а от температуры воздуха, которая принимается за условный 0. Образцы закладываются в прибор так, чтобы сверху и снизу каждого образца было не менее двух плиток. Математический анализ распределения температур и изменения величины тепловых потоков в анизотропном стержне дает возможность по мощности тепловых потоков - входящего в образец сверху и выходящего из образца снизу (Qe - QH) и по температурам прилегающих к образцу плиток (Гв и Тн), вычислить термическое сопротивление образца, сложенное с сопротивлением двух его контактов с плитками ().

В прибор закладывается одновременно два или более образцов одного материала разной толщины.

Определение такого суммарного сопротивления для другого образца, например, двойной толщины { 2 0-{-2х), дает возможность исключить сопротивление двух контактов и вычислить собственно сопротивление w образца, по которому определяется истинная теплопроводность материала.

Определить суммарное сопротивление образцов с контактами () можно не только при стационарном процессе, но и во время нагрева, благодаря чему измерение может быть ускорено в несколько раз - до 20--40 минут вместо 3-б часов при стационарном процессе.

Простота устройства прибора и отсутствие изоляции позволяют производить измерения как при высоких, так и при низких температурах.

Каждая пара плиток тарированного прибора является, как это было уже отмечено выще, тепломером, а также эталоном термического сопротивления и может служить для измерения теплового потока в ограждениях, например, в стене, и для проверки других измерительных приборов.

Предмет изобретения.

1.Способ определения теплопроводности твердых волокнистых и сыпучих строительных материалов по плотности теплового потока, проходящего от нагревателя постоянной мощности через испытуемый материал, отличающийся тем, что, с целью уточнения определения, два или более образца, изготовленные из испытуемого материала в форме плиток различной толщины, закладывают каждый между двумя парами одинаковых металлических плиток, и по температурам последних определяют плотности тепловых потоков и истинный коэфициент теплопроводности испытуемого материала.

2.Прибор для осуществления способа по п. 1, отличающийся тем, что

он состоит из одинаковых массивных плиток, образующих вместе с образцами из испытуемого материала анизотропный правильный цилиндр или параллелепипед, обогреваемый с боков и другого основания.

1ИГ 1