Устройство для определения среднейудЕльНОй ТЕплОЕМКОСТи МАТЕРиАлОВ Советский патент 1981 года по МПК G01N25/20 

1 «

Изобретение относится к теплофизическим исследованиям материалов.

Известно калориметрическое устройство для измерения средней удельной теплоемкости материалов , содержащее блок калориметра смешения с известными характеристиками и начальной температурой. При внесении в калориметр исследуемого образца, с температурой отличной от температуры - калориметра, система переходит в состояние нового теплового равновесия при новой конечной температуре. По найденной разности начальной и конечной энтальпий системы рассчитывается средняя удельная теплоемкость в данном инт ервале температур

W . .

Недостатками таких калор иметрических устройств являются их сложность, связанная с использованием большого количества приборов (термопары, термоментры, калориметр, система автоматического регулирования термостата) , необходимость большой затраты времени на измерение, принципиальная невозможность одновременного измерения в одном калориметре теплоемкости нескольких образцов.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для сравнительного измерения теплоемкости материалов, содержащее систе нагрева и охлаждения эталонного и исследуемого образцов и измерительную схему. В данном устройстве исследуекый и эталонный материалы нагревают или охлаждают в одинаковых

0 условиях на воздухе, после чего теплоемкость исследуемого материала рассчитывают по формулам, исходя из данных о теплоемкости эталонного материала .

5

Однако в этом устройстве образцы охлаждаются в окружающей с:реде, что не позволяет исключить лучистый теплообмен, как между отдельными образцами, так и с окружающей средой, что 0 вносит дополнительную погрешность в результаты измерения. Эта погрешность возрастает при увеличении числа одновременного исследуе ых в установке образцов.

5

Цель изобретения. - сокращение времени и повышение точности измерений.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для определения средней удельной теплоемкости материа0лов, содержащем системл нагрева и охлаждения рабочих и эталонного образцов и электроизмерительную схему CHcreNM нагрева и охлаждения выполне(1Ы в виде каналон с двойными стенками-экранами, закрепленными на неподвижной крышке, а электропечь уст новлена подвижно, например на поворо ном подпружиненном столике, причем экраны выполнены из материала, степень черноты внутренней поверхности которого выбрана на порядок ниже , чем у образцов . При охлаждении образцов в экрани рованных каналах сводится к минимуьту лучистый теплообмен между образцами и с окружающей -средой, отпадает нео ходимость в изготовлении для каждого образца -специальных оболочек с одинаковой степенью черноты. На чертеже изображено устройство для определения удельной теплоемкости материалов, общий вид, Устройство состоит из двух потен циоментов 1 и 2, к которым на изолированных термоэлектродах 3 присоединены эталонный 4 и рабочий 5 об-разцыд имеющие одинаковые размеры и форму.Для крепления образцов к термоэлектродам и одновременного изме- рения избыточной температуры внутри образцов горячие спаи термопар закре ляются внутри образцов по центру на одинаковой глубине. Электропечь 6 установлена на поворотном столике 7, поддерживаемом п-ружиной 8 на OtiH 9. Цилиндрические экраны 10 с двойными стенками жестко закреплены на неподвижной крышке 11. Стержни 12 предназначены для фик ции поворотного столика относительно неподвижной крышки. После того как эталонный 4 и рабочий 5 образцы нагреются до требуемой температуры нажатием на поворотный столик 7 и соответствующим сжати ем пружины 8 электропечь выводится вниз, поворачивается вокруг оси 9 на 180° и снова вводится в другую партию эталонного и. рабочих образцов .4 и 5, помещенных в экране 10. Первая партия образцов в этот пе риод охлаждается, а вторая нагревается. Изменение температуры каждого из испытываемых образцов и эталона во времени, записывается потенциометрами 1 и 2. Затем столик 7 снова поворачивается на 180 и цикл повторяется. Таким образом обеспечивается поточность процесса испытания образцов . Средняя удельная теплоемкость образцов рассчитывается по формуле РэтДЧ где средняя удельная теплоемкость эталрнного материала в заданном интервале температур, Дж/кг К; PJJ- средняя плотность эталонного и испытываемого материалов в заданном интервале температур, время, в течениии которого изменяется температура эталонного и испытываемого образцов в заданном интервале, с. Предлагаемая система нагрева и охлаждения в виде каналов с двойными стенками-экранами, закрепленными на неподвижной крышке и электропечью установленной подвижно, например на поворотном подпружиненном столике сокращает время и повышает точность определения теплоемкости по сравнению с известным устройством. изобретения Устройство для определения средней удельной теплоемкости материалов, содержащее электропечь рабочих и эталонных образцов и электроизмерительную схему, отличающее-с я тем, что, с целью сокращения времени и повышения точности измерения, системы нагрева и охлаждения выполнены в виде каналов с двойными стенкамиэкранами, закрепленными на неподвижной крышке, а электропечь установлена подвижно, например на поворотном подпружиненном столике причем экраны выполнены из материала, степень черноты внутренней поверхности которого выбрана на порядок ниже, чем у образцов . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Кортнев А.В. и др. Практикум по физике. Высшая школ-а, 1963, с. 139, 140. 2.ЧУДНОВСКИЙ А.Ф.Теплофизические, характеристики дисперсных материале. М., 1962, с. 171-172 -(прототип).