Устройство для измерения теплопроводности трубчатых изделий Советский патент 1979 года по МПК G01N25/16 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ТРУБЧАТЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к технике контроля теплофизических величин трубчатых изделий и может быть использовано в энергетике, авиации, мталлургии .

Известны различные устройства для измерения теплопроводности трубчатых изделий в стационарном тепловом режиме.

Так известно устройство для исследования изделий из электропроводных материалов. Оно содержит источник электропитания для пропускания тока вдоль оси изделия и измерители температуры внешней и внутренней поверхностей изделия 1.

Данное устройство не пригодно дл испытания неэлектродных материалов.

Ближайшим техническим решением является устройство для измерения теплопроводности трубчатых изделий, содержащее нагреватель, предназначенный для подведения тепла к внутренней поверхности изделия, и холодильник, предназначенный для отвода тепла от внешней его поверхности а также измерители температуры 2.

Однако это устройство не позволяет раздельно регулировать перепад

температур на образце и ойщий уровень температур, поскольку обе эти величины изменяются под воздействием одного переменного параметра - температуры нагревателя.

Вследствие этого невозможен выбор оптимального с точки зрения точности теплового режима образца.

Целью изобретения является повы0шение точности.

Для этого нагреватель заключен в оболочку в виде заглушенного с одной стороны цилиндра, а холодильник выполнен в виде двух цилиндров и

5 двух втулок, размещенных между ними, причем втулки сопрягаются с цилиндрами по цилиндрическим поверхностям, а между собой - коническим, одна из втулок выполнена с возможностью

0 перемещения вдоль оси цилиндров, а полость оболочки соединена с пространством между цилин,црами и с дополнительно введенной системой газонаполнения.

5

На чертеже приведена конструкция устройства.

Устройство ,для измерения теплопроводности трубчатых изделий содержит электрический нагреватель 1, заклгочеяный в оболочку в виде заглушенного с одиоЛ стороны цилиндра 2, и холодильник, состоягиий из цилиндров 3 и 4, и втулок 5 и 6,размещенных между этими цилинд1рами. Втулка 5 и цилиндр 3, втулка 6 и цилиндр 4 сопряжены по цилиндрическим поверхностям, а между собой втулки 5 и 6 сопряжены по конической поверхности Втулка 6 имеет возможность перемеще ния вдоль оси цилиндра, при этом достигается изменение зазора между втулками 5 И 6. Полость цилиндра 2 соединена с пространством между цилиндрами посредством торцового элемента 7, Прос транство между цилиндрами, в свою очередь, огранигено от внешнея сред торцовыми элементами 8 и соединено с системой газонаполнения. Упомянутые конструктивные элементы делят весь объем устройства на полость А, предназначенную для заполнения газо и полость Б, предназначен.ную для ра мещения испытуемого изделия 9 и его держателя 10 с термопарами 11, и вставки 12. Полость Б заполняется, кроме того, теплопроводной средой для уменьшения теплового сопротивления между поверхностями испытуемо го изделия 9 и приг.лкаюищми к ним элементами термопары, контролирующе температуру внутренней поверхности испытуемого изделия 9, конструктивно связанной с держателем 10, а наружная поверхность - со вставкой 12. Наружная поверхность цилиндра 4 снабжена системой для водоохлаждения Наличие вокруг нагревателя полос ти, соединенной с пространством межд цилиндрами и с системой газонаполне ния, позволяет {за счет выбора газа и его давления) одновременно изменять два тепловых сопротивления на пути теплового потока: как между нагревателем и образцом, так и между образцом и холодильником. Изменение же соотношения между этими тепловыми сопротивлениями осуществляется изме нением зазора между втулками холодильника . Благодаря такому конструктивному решению удается быстро и точно доби ваться теплового равновесия в системе при переходе с одного теплового режима на другой, обеспечивая при этом требуемые температурные условия испытуемого изделия. Устройство позволяет осуществить один из важных видов испытаний, невозможный при использовании известного устройства исследовать зависимость теплопроводности от теплового потока Сили перепада температур) при неизменной температуре наружной поверхности испытуемого изделия. Более иирокая возможность независимого варьирования перепада температур на образце и средней температуры испытаний обеспечивают повьлиение точности вследствие возможности выбора оптимальных условий испытаний. Изобретение может быть широко использовано при массовых испытаниях для целей технологического контроля и при выборе материалов с заданными тепловыми характеристиками. Формула изобретения Устройство для измерения теплопроводности трубчатых изделий, содержащее нагреватель, предназначенный для подведения тепла к внутренней поверхности изделия, и холодильник, предназначенный для отвода тепла от внешней его поверхности, а также измерители температуры, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, нагреватель заключен в оболочку в виде заглушенного с одной стороны цилиндра, а холодильник выполнен в виде двух цилиндров и двух втулок, размещенных между ними, причем втулки сопрягаются с цилиндрами по цилиндрическим поверхностям, а между собой - по коническим, одна из втулок выполнена с возможностью перемещения вдоль оси цилиндров, а полость оболочки соединена с пространством между цилиндрами и с дополнительно введенной системой газонаполнения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1 . fhweffR.. n.,Pm.Pfiys.Se(. V.51, 1939, p.153. 2. Бойко Н.В. и Шпильрайн Э.Э. Теплофизика высоких температур, 1964, I 4, с.549.

I Те- таприбодная среда