Способ определения коэффициента теплопроводности твердых материалов Советский патент 1979 года по МПК G01N25/18 

Целью изобретения является повышени точности определения ко эффтшевта теплопроводности. Цель достагается TQM, что по предлагаемому способудвухкомповентную сие- тему выполняют анизотропной5 например, путем выбора формы образцов, подают траловые потоки в различных направлениях, регистрируют тепловые потоки и перепады температур в соответствующих этим потокам ваправленяях и по измерен ffiiM величи1шм р(ассчитывают искомый коэффициент теплопроводности. Йб ийме5эенным тепловым потокам и перепадам температур в нескольких раз ЯИЧ1ШХ направлениях определяют эффек- тивную теплопроводность Шухкомтгояейтнрй системы в каждом из этих аий. Далее из системы уравнений, йаждо из которых связывает эффективную теплопроводность ь данном направлении с коэффициентами т плрпрорЬднбсти .ibjri nbных KOMrtoHeHT и термическими кбнтактны- мисопротйвлениями, наход ят искомый кЬзф. |Ш1яент теплопроводности исследуемого . материала , Уравнения получают на основа нш решения стационарного уравнения тепло проводности для coctaBftoro тела при ветствующих граничных условиях, Анй- ЭоТропию двухкомпрпентной системы, которая обесПе гавает линейную независим мость отдельных , создают, например, за счет несимметричного ttpoфиля поперечного сечения образцов, а для образцов симметричной фор1мьт - за счет их несимметричного расположения во вспомогательном веществе. Минимальное количестао направлений теплового потока в случае изотррпности свойств исследуемого материала и постоянства контактного термического сопротивления при известном коэффйаиен- те теплопроводности вспомогательного вещества равно двум. Стабильное, одинаковое для всех образцов во всех направлениях и точках контакта, не зависящее от температуры контактное термическое сопротивление между компонентами системы обеспечивают путем использования в качестве вспРмогательного веществау заполняющего промежутки между образцами, HanpHiUep, расплавленного метал.ла, какого-Либо мелкодисперсного вещества (порошка графита) и т.п. При Неизвестном коэффициенте теплопроводности вспомогательного вещества количество направленвй увеличивают на едкийцу. При исследовании анизотропии искомого коэффициента теплопроводности количесто направлений увеличивают на величину актора аниээтропии без едшгацЬт. Пример. Проводили определение коэффициента теПлРпроводности стержней прямругольного сечения ( j - . Зх5х40 мм) из карбида циркония. Стержни помещали в контейнер с расп тавленньтм техническим оловом, 1иаходящимся при температуре , и располагали в узлах прймоугольной сетки таким образом, чтобы их продольные оси были параллельны, а расстояние между соседними образцами в двух взаимно перпендикулярных направлещях быдо одинаково ( 6. 5,мм). Далее последо)эательно подводили к контейнеру одномерные тепловые потоки в двух взаимно перпендикулярных напр авлениях, совпадающих с осями гсимМёт;рии поперечного сечения образцов, и измеряли перепады температуры в направлении каждого из пртоков термопарами, находящимися на противоположных стенках крнтеййера. Записывая систему уравнений для каждого направления теплового потока ,,.,Д..Ь,,„,) (..,), где UТ- перепад температур, с ... плотиРсть теплового потока, R - контактное сопротивление одного контакта, п - количество образцов в данном направлении (HjS 4, П2- 3), Дд - коэффициент теплопроводности вещества, определяли; искомый коэффициент Теплопроводности из соотнощения -h-.-lia При с с(, ЗЮ Вт/м и дТ 33 град., град. А Вт/м.град., что удовлетворительно совпадает с литературными данными. Формула изобретения Способ определения коэффициента теп лопроводности твердых материалов, состоящий в том, что создают двуххомпоне тную систему из набора образцов нссле5 6475 дуемого материала и вспомогательного вещества, заполняющего пространство между образцами, пропускают через сиетему тепловой поток и регистрируют перепад температур в направлении этого5 потока, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повыщення точности определения, двухкомпонентную систему выполняют анизотропной, например, путем выбора формы образцов, подают тепловые10 потоки в различных направлениях, регистрируют тепловые потоки и перепады тем916ператур в соответствующих этим потокам направлениях и По измеренным величинам определяют искомый коэффициент теплопроводности. Источники информация, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 253412, кл. G О1 N 25/18, 24.06,67. . 2. Авторское свидетельство СССР № 226894, кл. 6 О1 N 25/18, 29.04.67.