Способ измерения теплоемкости материалов
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Номер патента: 1023231
Автор: Вертоградский
Текст
3231 А ОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК Э(Ю й 01 0 2 ОПИСАН ИЗОБРЕТЕН И т,и испытуемогобраэца сравне- прн - теплоемко (Иобразца и ния; где С:уемогосрав- Я емпературы испытбразца и образцаения,ГССУДАРСТВЕННЫЙ. КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСНОМУ СИИ(56) 1. Кириллов В.Н. И др. Метод и установка для,комплексного определения теплофизических характеристик листовых неметаллических материалов. Инженерно-Физический журнал, 1969 Р 3 с,75.2. Соболев В.П. и др. Измерение .теплоемкости реакторного граФита в интервале температур 100-1000 К.- В сб.: ВОПРОСЫ тЕПЛофиэнни ядЕрныХ, реакторов, вып. 6,Атомиэдат,11977, с. 42-44 (прототип)(54)(57) спОсОБ изиеРения теппОем- КОСТИ йАтЕРИАОВ, Включающий создание равных тепловых сопротивлений между блоком нагрева и идентичны ми йо разйерам испытуемым образцом и образцом сравнения, монотонное из менение температуры блока нагрева йрегистрацию разности температур об"разцов, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точности.измерений, воздействуют на один изобразцов тепловым. потоком, направленным .на уменьшение разности температур образцов, в момент начала воздействия, продолжают воздействие доизменения знака разности температуробразцов и пОсле прекраШениЯ воздействия измеряют относительную скорость изменения температур образцовв момент равенства этих температур,при этом теплоемкость определяют посоотношениюИзобретение относитея к тепловым . испытаниям, а именно измерениям теплоемкости материалов.Известен способ измерения теплоемкости, включающий непрерывный нагрев плоских образцов, поимыкающих с двух Сторон к пластина с известной тепло- емкостью, и регистрацию во времени температуры в ряде точек по толщине образца (1) .Недостаток известного способа - пригодность только для материалов с теплопроводностью значительно меньшей, чем теплопроводность центральной пластины.Наиболее близким к изобретению 15 является способ определения теплоемкости материалов, включающий создание равных тепловых сопротивлений между блоком нагрева и идентичными по внешним геометрическим размерам 20 испытуемым образцом .и образцом сравнения, монотонное изменение температуры блока нагрева и регистрацию разности температур образцов, Расчетная формула этого способа ба зируется на закономерностях регулярного теплового режима второго рода, кроме того предполагается, что тепловой поток к образцу точно пропорционален разности температур блок ЗО нагрева - образец (2)Недостатком данного способа является ограничение точности измерений,Цель изобретения - повышение точйости измерения,Указанная цель достигается тем,что согласно способу измерения теплоемкости материалов включающему соз дание равных тепловых сопротивлениймежду блоком нагрева и идентичныипо размерам испытуемым образцом иобразцом сравнения, монотонное изменениетемпературы блока нагрева ирегистрацию разности температур образцов, воздействуют на один иэ образцов тепловым потоком, направленньщна уменьшение разности температуробразцов, в момент начала воздействия,продолжают воздействие до изменениязнака разности температур образцови после прекращения воздействия регистрируют относительную скоростьизменения температур образцов в момент равенства этих температур, приэтом теплоемкость определяют посоотношениюС=С, " при Т=Торгде С и Со - теплоемкости испытуе- бОмого образца и образцасравнения;Т и То - теипературы испытуемогообразца и образца сравнения. 65 Использование равенства температур образцов в момент измерения гаранти) рует равенство тепловых потоков к образцам в этот момент независимо от характера температурных зависимостей тепловых сопротивлений, т.е. и в случае несоблюдения строгой пропорциональности между тепловым потоком и перепадом температур блок нагрева - образец.Периодические тепловое воздействие, обеспечивающее прохождение через нуль разности температур образцов после его прекращения, может быть как положительным (подвод тепла), так и отрицательным (отвод тепла). В соответствии с этим и в зависимости от соотношения значений теплоемкостей образцов тепловое воздействие осуществляют или на образец сравнения, или на испытуемый рбразец. При переходе от режима нагрева блока к режиму охлаждения знак воздействия или образец - объект воздействия должен быть изменен.Расчет теплоемкости образца сравнения производится по формулепри Т ТрЙТсрсР ДТгде С,С,Р - теплоемкости исследуемого образца и образца сравнения (Дж/К)Т,Т, - соответствующие температуры.В случае применения контейнеров для образцов или ощутимого вклада теплоемкости измерителей температуры расчетная формула соответствующим образом корректируется.На чертеже представлены зависимости от времени температур блока нагрева (Тб), испытуемого образца (Т) и образца сравнения (Тор ),Для определенности рассматривается случай монотонного повышения температуры блока нагрева (а не понижения), теплоемкоств образца сравнения для определенности принята большей теплоемкости испытуемого образца. С учетом этого эа счет монотонного повышения температуры блока нагрева температуры образцов изменяются во времени так, что температура образца сравнения отста ет по времени от температуры блока нагрева в большей степени, чем температура испытуемого образца. Таким образом, к моменту о(началу первого воздействия) разность температур Т-Т больше нуля. С момента ь,илвплоть док образцу сравнения подводится тейловой поток (например,от вспомогательного нагревателя), Момент характерен тем, что удовлетво" ряет условию изменения знака разности температур образцов по сравнению1023231 Составитель Г,КулаковРедактор И.Келемеш ТехреДЖ.Кастелевич Корректор А,Ильин Заказ 4202/29 Тираж 873- Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретенийи открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП фПатент; г. Ужгород, ул. Проектная, 4 с начальной, т,е, разностб темпера тур Т-Тс уже не больше, а меньше нуля. При времени, превышающем , происходит постепейное исчерпываййе теплового возмущения, вызванного дополнительным тепловым потоком, В момент Тз температуры образцов равны. В этот момент подлежат измерению скорости изменения во времени температур обоих образцов или непосредственно отношение этих скоростей, т.е. ЙТ/ЙТ, После того, как температура испытуемого образца превысила температуру образца сравнения - момент 4- воздействие и весь цикл температурных режимов повторяются.П р и м е р, Проводят измерения теплаемкости нержавеющей стали 12 Х 18 Н 9 Т, используя ее как в качестве исследуемого материала, так и материала сравнения, Внешние размеры образцов в виде цилиндров составляют: диаметр 12 мм, высота 12 мм. Образец сравнения выполняется сплошным, а исследуемый - с внутренней полостью диаметром 8 мм, высотой 8 мм. Вследствие этого теплоемкости образцов интегральные по их объемам различные, а отношение этих тепло- емкостей известно до опыта на основании взвешивания образцов на аналитических весах,.Образцы подвешивают на вольфрам.-.рениевых термопарах с диаметром термоэлектродов 0,2 мм внутри молибденового нагревателя в виде цилиндра диаметром 80 мм, высотой 120 мм, Нагреватель окружен многослойным экраном из молибденовой фольги, экраны отделяют также образцы друг от друга и от торцов нагревателя. Таким образом, полость нагрева тепла разделяется на две камеры для образцов. В каждой камере .протягивают параллельно оси нагревателя по три соединенных последовано вольфрамовых проволоки диаметром 0,2 мм. Они служат источникамидополнительных тепловых потоков.Температуру нагревателя изменяют с постоянной скоростью 5 К/мин.Изменение температур образцов регистрируют самопишущим потенциометром КПСс предварительной компенсацией постоянной составляющей сигналов термопар от общего источника 10 противо-ЭДС и предусилением некомпенсированных составлякщих сигналовфотоусилителем типа Ф 116/2. При повышении температуры нагревателя периодически подключают к источнику 15 постоянного тока нагреватель в камере образца сравнения (на 1-5 мин,исходя из того, чтобы разность температур образцов в процессе эксперимента не превышала 6 К). Образцынагревают в вакууме Ао 20-.800 ОС.В результате измерений устанавливают, что в указанном диапазонетемператур отношение теплоемкостейобразцов определенное и в опытах отличается от соответствующего отношения их масс не-.более чем на 0,85.Этот результат указывает на высокуюточность способа в описанном варианте его реализации.ЗОПри применении предлагаемого способа возможно совмещение его с традиционным термическим анализом путем записи разности температур исследуемого образца и дополнительно введенного 1 фэталонаф, кроме того,возможно использование его для - реализации измерений устройств притрадиционном термическом анализе.Способ может найти применение привысокопроизводительыых измерениях 40 теплоемкости материалов .в широком
СмотретьЗаявка
3239248, 14.01.1981
ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ Р-6209
ВЕРТОГРАДСКИЙ ВАЛЕРИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ
МПК / Метки
МПК: G01N 25/20
Метки: теплоемкости
Опубликовано: 15.06.1983
Код ссылки
<a href="https://patents.su/3-1023231-sposob-izmereniya-teploemkosti-materialov.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ измерения теплоемкости материалов</a>