Устройство для измерения коэффициента теплопроводности

ОП ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советскик Соцналистическик Республик(22 Заявлено 240981 (21) 3319081/18-25 РМ Кт з 6 01 й 25/18 с присоединением заявки йфГосудйрственный комитет СССР по аелви изобретений н открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПРОВОДНОСТИИзобретение относится к исследованию теплоФизических характеристик, в частности для исследования теплопроводности твердых материалов.Известно устройство для измерения теплопроводности, состоящее из блоков нагрева и охлаждения, осуществляющих подачу теплового потока известной величины через стержневой образец(1.Недостатком известного устройства является сложноСть учета потерь тепла с боковой поверхности образца в окружающее пространство.Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения теплопроводности материалов, содержащее термостатируемый цилиндрический корпус, внутри которого размещен теплоизолятор в виде полого цилиндра, у торцов которого размещены токоподводящие элементы. Образец вы" бирается настолько длинным, что теп" ловой поток, подводимый к торцу образца, полностью рассеивается через боковую поверхность 2.Однако известное устройство характеризуется ограниченной точностью измерения, вследствие необходимости выбирать геометрию образца и условия теплообмена так, что боковыетепловые потери равны рабочему тепловому потоку, подводимому к торцуобразца. В реальных условиях этодостигается лишь приближенно. Кроме того, объемный разогрев образцаобуславливает повышенную погрешностьиз-за непостоянства сечения образца по его длине,Целью изобретения является повышение точности измерения.Поставленная цель достигаетсятем, что устройство, содержащее термостатируемый цилиндрический корпус,внутри которого размещен теплоизолятор в виде полого цилиндра, у торцовкоторого размещены токоподводящиеэлементы и внутри расположены исследуемые образцы, дополнительно содержит два цилиндрических стержня степлосъемниками, перемещающимисявдоль стержней, и три нагревателя,выполненные в виде таблеток с диаметрами, равными диаметрам стержней,25 которые расположены соосно со стержнями, при этом два из них - со стороны наружных торцов,. а третий расположен между стержнями.На чертеже изображена установка,30 общий вид.установка состоит из двух образцов 1, размещенных внутри оболочки 2 и отделенных от нее теплоизоляторами 3 и 4. Оболочка 4 снабжена изме. рителем температуры. Между торцами образцов зажаты три плоских злект 1 ронагревателя 10, Сборка из образцов и нагревателей зафиксирована между торцами токоподводов 7 поджимными устройствами 8. Клеммы б служат для соединения токоподводов с источ О ником электропитания. На токоподводах смонтированы подвижные теплосъемники 5, обеспечивающие теплосъем с возможностью его регулирования. Для температурных измерений используют ся термопары 9.Высокая стабильность работы теплосъемников достигается тем, что хлад- агент омывает непосредственно стержни - токоподводы, циркулируя между ними и оболочкой.Устройство работает следующим образом.Образцы изготавливаются в виде цилиндров, по их образующим устанавливаюттермопары. Образцы помещают в термостатируемый цилиндрический корпус, снабженный температурным датчиком. Между образцом и боковыми стенками корпуса обеспечивается постоянство теплового сопротивления., ЗОПодвод тепла осуществляется к "горячему" торцу образца, а отвод теплового потока производится через теплосъемник на противоположном торце. 35После установления стационарного теплового состояния регистрируют разности температур для каждого образца и корпуса, а затем проводят расчет коэффициента теплопроводности. 40Таким образом, использование плоских электронагревателей выгодно отличает предлагаемое устройство от укаэанного прототипа, так как уменьшается составляющая погрешности, обусловленная объемным разогревом стержневого образца. Предложенное устройство позволяет осуществлять поверхностный нагрев (от центрального нагревателя сумметричной пары образцов,при этом симметрия нагрева точно выдерживается за счет подвижных холодильников.Кроме того, предложенное устройство отличает высокая точность измерения, малое время установления теплового режима и простота обслуживания.формула иэрбретенияУстройство для измерения коэффициента теплопроводности, содержащее термостатируемый цилиндрический корпус, внутри которого размещен теплоизолятор в виде полого цилиндра, у торцов которого размещены токо- подводящие элементы, а внутри расположены исследуемые образцы, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно дополнительно содержит два ци" линдрических стержня с теплосъемниками, перемещающимися вдоль стержней, й три нагревателя, выполнен-ные в виде таблеток с диаметрами, равными диаметрам стержней, которые расположены соосно со стержнями, прн. этом два из них - со стороны наружных торцов, а третий расположен между стержнями.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Методы испытания, контроляи иссследования машиностроительныхматериалов. Под ред. А.Т.ТумаковаТ.1, М., "Машиностроение" 1971,с.330.2. Специальный физический практикум. Под ред. Г.В. Спивак. Т.1,М.-Л , ОТИЗ, 1948, с.223.