Способ измерения коэффициента теплопроводности Советский патент 1979 года по МПК G01N25/18 

Изобретение относится к области испытаний материалов, з частности к области измерений теплофкзнч.ккях свойств.

Известен ряд способов измерения коэффициента теплопроводности, оснозанпы.ч на регистрации температурных переп адов в образце в направлении распространения теплового потока. Так, способ Кольрауша 1 состоит в пропускании электрического тока через стержневой образец, регистрации электрических параметров и температурных перепадов.

Недостатками способа являются; использование греющих токов больших величин, особенно в случае материалов с высокими тепло - и электропроводностями; увеличение перепадов температур по мере роста температуры испытаний (концы образца постоянно термостабилизируются при начальной температуре эксперимента).

Ближайшим техническим решением к предлагаемому изобретению является способ, по которому нагрев торцов двух образцов осуществляется от проложенного между ними нагревателя. Температура свободных торцов образцов задается температурой печи, в которой размещены ооразцы 2.

Недостатком этого cnoco6a-ijpcr.irHna является погреш1гость измерений вследствие оттока части тепла от центрального нагревателя по его токоподводам. Кроме того, и.меется ограничение точности из-зё того, что неизбежные колебания температур (вследствие нестабильности источников элек тропитания) рабочего нагревателя п печи вызывают несогласованные между собой колебания температур торцов образцов, эти возмущения создают колебания перепадов температур вдоль образцов, что снижает точность их регистрации.

Целью изобретения является повышение точности.

Для достижения этой цели два стержневых образца соединяют с теплоприемником и между собой прослойками электропроводного материала так, что прослойки примыкают к торца.м. образцов, и разогревают эти прослойки, пропуская электрический ток между теплоприемниками через образцы и прослойки.

Такое техническое решение принципиально устраняет тепловые потери по токоподводам - весь теплоотток от центральной прослойки осуществляется через образцы и является рабочим (он однозначно связан с регистрируемыми перепадами температур на образцах). За счет этого точность измерения теплопроводности повьииается. Краевые прослойки обеспечивают повышение температуры более холодных торцов образцов при повышении температурь; центральной прослойки. Естественно, что их температура изменяется в ту же сторону, что и температура центрального нагревателя и в случае неконтролируемых колебаний греющего тока во времени. Поэтому одни и те же по величине колебания температуры центрального нагревателя слабее влияют на значецця псрепадс)В |е:чпсратур з образцах в случае предложенного способа по сравнению с iipoTOTHiioFvi. Это обеспечивает повышения точности.

При практической реализации способа между металлическими обоаз ;ами а вчде цилиндров диаметром 8мм, высотой 60-, §() мм .лac электропровоанщая грослойка толщиной I-2мм в виде табгетки, /подучеипой ч, смеси nopoiuKOH графита и ,.о.киси алюминия на силикатной связке. Такке//.же прослойки p;:3veLj.t. и :елду торцами образцов и гсплоприемиихамн. ПослеДние выполнялись в еидс сте 1ж;|ей, конUti ко-орь:;: удь ленные от образп. охлаждались во.ой. 5jii,i гфедусмопрена возможность изменения термического сопротилл.ния теплэприемиичов, что позвс),г;яло поддерживап.- тгп.швую clviMCTpnKj i-. из.лени-гь .перепад температур на образи.ах при одной

И ТОЙ же средней температуре образцов. Электрическое сопротивление прослоек выбиралось исходя из заданной погрешности пренебрежения тепловыделением в теле образцов по сравнению с тепловыделением в центральной прослойке.

Использование изобретения направлено на повышение точности и производительности теплофизических измерений в научных и производственных лабораториях.

Формула изобретения

Способ измерения коэффициента теплопроводности электропроводящих материалов состоящий в том, что два образца в виде стержней располагают торцами один к друго у, :одводя1 к эти.м торцам равные тепловые потоки, отводят теплопотоки от противоположных торцов к теплоприемникам м регистрируют перепады температур вдоль образцов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, образцы соединяют с те 1лоприемгп ками и между собой прослойками э.чектропроводного материала к разогревают эти прослойки, пропуская электрический ток между тсплоприемниками через образцы и прослойки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Микрюков В. Е. «Теплопроводность и электпопроводность металлов и сплавов. «Мс- аллургиздат, 1955, с. 93-96.

2. М I. lanbitr Canad. I Phys. 38, .NO 7, 1960, p. 887.