Измеритель теплотехнических харак-ТЕРиСТиК Советский патент 1981 года по МПК G01N25/18 

1

Изобретение относится к теплотехнике, конкретнее к калсчриметрии, и может быть использовано для быстрого измерения теплотехнических харгжтеристик, например коэффициента теплопроводности образцов материалов со сложной (многокомпозитной, пористой и т.п.) структурой, работающих преимущественно в вакууме, например, элементов экранно-вакуумной, порошковой и слоистой теплоизоп51ции.

Известны устрсЛства для (tajcTporo измерения теплотехнических характеристик, содержащие регастрируквдую аппаратуру и чувствительный элемент, состоящий из нагревателя и основания вфтрлненного из материала с известгным коэффициентом теплсяхроводности и снабженного датчиком темпед)атуры, связанным с ретастрирукадей аппаратурой. При измерении коэффициента теплопроводности нагреватель помещают между исследуе им материгшсм и эталонным основанием, замеряют температуру нагревателя при кги1Нброванн напряжении последнего и по его величине судят о количестве тепла, проходящем через исследуемый материал, а, следовательно, о коэффициенте теплопроводности материала Il.

Недостатком известных устройств является невысокая точность, обусловленная значительными тепловыми потерями за счет конвективного теплообмена.

Цель изобретения - пов лцение точности определения коэффициента теплпроводности материалов со сложной структурой в условиях, идентичных условиям эксплуатации указанных материалов.

Поставленная цель достигается применением радиометрического манометра в качестве измерителя теплотехнических характеристик, например коэффициента теплопроводности, материалов.

На фиг. 1 и 2 схематически изобРс1жен ргщиометрический манометр и его приводная лопасть.

Радиометрический манометр содержит стеклянный вакуумированный корпус 1 с размещенной на игольчатой опоре 2 мельничной 3 со слоеными приводными лопастями 4, слой 5 которых выполнен из тонколистового ферромагнитного материала , а слой 6 представляет собой элемент исследуемого материала. Корпус 1 в месте расположения мельнички 3 окружен индуктэром If связанным с высокочастотным помехозащищенным гвнёрат9РОм 8.

Для измерения, например, коэффициента теплопроводности материала -еяоев б приводных лопастей 4 корпус 1 вакуукэтруют до сторого фиксирован-, jioro давления З.Ю Л1мрт..ст., Ъключают генераторВ и индуктором 7 на1ревшот ферромагнитные слои 5 мельнички 3 до 300°С (выбор величины давления и температуры обусловлен максималь.ными радиометрическиАШ силами . и неизменностью оптических характеристик слоев 5 лопастей 4). Благодаря радиометрическому эффекту, возникающему из-за разности заданной температуТЕйл .нагреваемых слоев 5 и температу А1 исследуемых слоев 6, зависящей от коэффициента теплопроводности исследуемого материала, мельничка 3 начинает вращаться с тем большей скоростью, чем больше градиент темперачурш между слоями 5 и б, т.е. чем меньше коэффициент теплопроводности слоя 6 исследуемого материала. Любым из бесконтактных способов, например, стробоскопическим, определяют максимальную частоту вращения мельнички 3 и по тарировочной зависимости находят искомый коэффициент теплопроводности исследуемого материала слоев 6 приводных лопастей 4.

Экспериментальная кривая, снятая по реперным точкам для материешов . с известной теплопроводностью, несколько отличается от теоретической обратно пропсфциональной зависимости в области высоких чисел оборотов мельнички 3, что можно объяснить влиянием трения в игольчатой опоре 2, зависящим на этом уровне скоростей от частоты вращения. Однако это расхождение составляет порядка 5% и незначительно сказывается на точность определения коэффициента теплопроводности.

Применение известного радиометрического манометра в качестве измерителя теплотехнических характеристик, например, слоистых, пористых, многокомпозиционных материалов, стало возможным благодаря найденной зависимости максимальной частоты вращения мельнички манометра от теплотехнических характеристик материала лопастей мельнички/ при прочих неизменных условиях. При этом становится возможным уточнить удельные характеристики материалов, применяемых в вакуумной крио- и термоизоляции, и уменьшить их расход при изготовлении криогенных трубопроводов, вакуумных печей и т.д.

Использование предлагаемого ргщиометрического манометра в качестве измерителя, например, коэффициента теплопроводности материалов, имеет ряд преимуществ, так как он обеспечивает оценку коэффициента теплопроводности в условиях эксплуатации исследуемых материалов, что снижает погрешности от влияния конвективного теплообмена и, в конечном счете, по.вьаиает точность в определении коэффициента теплопроводности.

Формула изобретения

Применение радиометрического манометра в качестве измерителя теплотехнических характеристик материалов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Заявка Японии № 52-22549/ кл. 111 Е 93, (б-5б4), опублик. 197