(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ЧАСТИЧНО ПРОЗРАЧНЫХ Изобретение относится к области теплофиэических измерений частично прозрачных материалов, например стек ла, в частности, к способу определения коэффициента теплопроводйости ма териала и может быть использовано в лазерной и космической технике, в различных устройствах преобразования энергии, в химической технологии и т.п. . Известен способ определения коэффициента теплопроводности частично прозрачного материала, при котором два .плоских образца различной толщины последовательно размещают между нагревателем и холодильником, уравнивают тепловые потоки, проходящие через каждый из этих образцов, регулируют и измеряют при этом температу ру нагревателя, после чего определяют искомую величину l . Температурный интервал, измеренны в известном способе, практически неограничен. Недостатком известного способа определения коэффициента теплопровод ности частично прозрачного материала является то, что необходимо уравнивать тепловые потоки, проходящие через каждый из образцов. МАТЕРИАЛОВ Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ определения коэффициента теплопроводности частично прозрачного материала, включающий стационарный изометрический радиационный нагрев плоского образца и измерение температуры нагревателя и полного потока энергии 2. По известному способу может быть определен коэффициент теплопроводности на основании измерения температуры нагревателя, полного потока энергии и решения уравнения радиационно-кондуктивного теплопереноса. Основным недостатком известного способа определения коэффициента теплопроводности частично прозрачного материала является невысокая точность измерения, обусловленная погрешностью измерения полного теплового потока. Цельк изобретения является повышение точности измерения коэФфициента теплопроводности частично прозрачного материала. Цель достигается тем, что в способе измерения коэффициента теплопроводности частично прозрачного материала, включающем стационарный изотермический радиационный нагрев плос кого образца материала и измерение температуры нагревателя, последовательно измеряют перепад температур на образце и температуру холодильника, после чего искомую величину определяют из выражения: Г Т К з;У ач;Г ЗТ }1а -з Ьийл а-9Ьо, - где X - координата слоя ( - козффициент теплопроводности;2h - толщина слоя; .Т - температура; , - частоту; 3 - интенсивность теплового излучения вперед (назад) ((4 (cos М), V - угол между направлением излучения и осью X. Изобретение поясняется конкретным примером выполнения способа определе ния коэффициента теплопроводности частично прозрачного материала. В качестве исследуемого образца использовано кварцевое стекло марки КСГ толщиной 2,1 мм.. Образец 040.мм .закрепленный в центре пластины 200x200 мм, изготовленной иэ тогоже Материала и толщиной, равной толщине образца, помещали в вакуумную Камеру на расстояние л 3-5 мм от ленточного вольфрамового нагревателя, холодильником являлись зачерненные стенки вакуумной камеры. Температуру нагревателя измеряли опти 1еским пирометром ЭОП-бб, а холодильника - термопарой, перепад температур на образце специальной оптической схемой. Опыт проводили следующим образом Нагревали систему до стационарного состояния. После этого измеряли температуру нагревателя Тц 2773°К, перепад температур на образце Т 4 9, 6 К, температуру холодильника Ту. 2 91 К и полный тепловой поток Q 8,83- 105 Вт/мЧ Затем из выражения (1) определяли искомый коэффициент теплопроводности Он получился Х 210 Вт/мтрад. Схема, «оторая использовалась для определения коэффициента теплопровод ноЬти изображена на чертеже. Плоский образец 1 частично прозрачного материала толщиной 2h расположен между нагревателем 2 и холодильником 3 с температурами Т н и Т соответственно, отнесенными от него на некоторое расстояние. Зазор между нагревателем (холодильником) и слоем заполнен диатермической теплопровод- . ной средой с показателем преломления, равным 1. Устройство для реализации предлагаемого способа работает следующим образом. Образец 1, отнесенный от нагрейателя 2 на расстояние 2-3 мм, помещается в вакуумную водоохлаждаемую камеру, стенки которой являются холодильником 3. Системой злектропитания разогревают нагреватель и образец до температуры измерения. Затем измеряют температуру нагревателя пирометром ЭОП-66, температуру холоДйльника - тёрмопарбй и перепад температур на образце - оптической системой . В этом случае радиационно-кондуктивный теплоперенос определяется уравнениями переноса и энергии относительно спектральных интенсивностей вперед DJj, назад tJt и температуры Т. Формула изобретения ; Способ определения коэффициента теплопроводности частично прозрачных материалов, включаяэдий стационарный изотермический радиационный нагрев плоского образца и измерение температуры нагревателя, отличающийся тем, что, с целью .повышения точности определения, последовательно измеряют перепад температур на образце и температуру холодильника, после чего искомую величину опвыраженияределяют из J.2it иа;-з;)-оал1а 1о, где X - координата слоя (), X - коэффициент teплoпpoвoд. ности; 2h - толщина слоя; Т . - температура; J ,. - частота; - интенсивность теплового излучения вперед (назад); W cos (Ч), V - угол между направлением излучения и осью х. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР, 440588, кл.С 01 N 25/18, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР № 473940, кл. G 01 N 25/18, 1975 (прототип).
z /v/v/vy/v/v///
f////fff
Авторы
Даты
1980-09-30—Публикация
1978-10-26—Подача