Способ определения теплопроводности материалов

ИВ 0 И. СПУБЛ ш 6 01 М 25/ АНИ ОБРЕТЕН иТЕЛ ЬСТВУ Н АВТОРСКОМ в толще образца в ложенной на рассто ы от поверхности ированных пластин температурном по. плоскости, янин 1/4 его любой из теведут расп толщ мост нарн. при нестациоле в образце. Фй ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(21) 329448 У 18-25 . (22) 02.06.81 . (46). 30.07.83. бал (72) Е.Л. Высочанс Б,А. Славский и Л.- (71) Латвийский нау тельский и экспери гический институт с (53) 536.629.7(088 (56) 1, Авторское Н 347643 кл, 6 012. Иатериалы ст определения теплопр ГОСТ 7076-78 (прото ий, А,Г. ГуревичХ.Б, Цимерманисчно исоледовдментально"технолотроительства8)видетельство СССИ 2 У 18, 1970,оительные, Методоводности,тип) .(54)(57) 1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ МАТЕРИАЛОВ, включающийустановку плоского образца между термостатированными пластинами, поддержанне с их помощью на противополо поверхностях образца постоянных р личных температур, измерение плот ности установившегося теплового по ка и расчет искомой величины по формуле, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью сокращения длительности определения, перед установкой образца его температуру доводят до значения, равного среднему арифметическому тем" ператур термостатированных пластин.2. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й .с я тем, что измерение плотнос ти установившегося теплового потока1032 откуда следует, что при произвольномх, в том числе при х = 0 или х = К(координаты поверхностей пластины),первым отличным рт нуля членом рядаявляется член скорости убывания которого характеризуется ехр(-4 Ф ,), апри х = К/4 первым отличным от нулячленом ряда является член ряда, скорость убывания которого характеризу"ется ехр(-167 Г 0, что и предопределяет сокращение времени установлениястационарного теплового. потока в сечении х = 6/4 по сравнению Р сечениемх = О., или х = д.На чертеже представлены графики 15на которых показана зависимость отношения Секущего значения плотности теплового потока (ц) к ее установившемуся значению (ц ) от времени (3): кривая 1.- зависимость от времени плотности теплового потока (ц) на контактирующей с одной иэ термостатированных пластин поверхности образца (перлитовцй песок), температура которогок моменту начала испытаний доведена 25до значения, равного среднему арифметическому температур термостатированных пластин; кривая 2 - зависимостьот времени плотности теплового потока, измерейного в толще образца нарасстоянии 1/4 его толщины от поверх-,ности одной иэ термостатированныхпластин; кривая 3 - зависимость отвремени плотности теплового потока(ц) на контактирующей с одной из35термостатированных пластин поверхности образца, температура которого кмоменту начала испытаний ниже температуры любой из термостатированныхпластин,40П р и м е р, Для определения козф"Фициента теплопроводности перлитовогопеска его помещают в обойму, имеющую размеры 0,25 О, 25 0,05 м, пред"ставляющую собой коробку с деревянными стенками толщиной 0,005 м ис дном из полиэтиленовой пленки.Температуру обоймы с перлитовцмпеском доводят в термостате до 30 дС,после чего обойму помещают между дву"мя термостатированными пластинами,имеющими постоянную температуру 20и 40 С соответственно, измеряют велиочину плотности теплового потока, проходящего через образец, Фиксируют ееустановившееся значение и по извест 381 4нцм формулам рассчитывают коэффици"ент теплопроводности, Общее времяизмерения при начальной температуреобразца 30 С составляет 18 мин приизмерении плотности теплового потокана поверхности образца и 6 мин при измерении плотности теплового потокав его толще, в плоскости, расположенной на расстоянии 1/4 толщины образцаот поверхности одной иэ термостатированных пластин. При начальной тем"пературе образца 18 С и измеренииплотности теплового потока на поверхности образца общее время измерениясоставляет 75 мин.В процессе испытания определеныустановившиеся значения плотности теп.лового потока (ц), равные 23,17;23,54 и 23,32 Вт/м соответственно.Термическое сопротивление Й образца и его теплопроводность определяют по формулам:.К= - -кЛ= -1 . дф тгде Ьй - разность температур термостатированных пластин;к - термическое сопротивлениетепломера (йт0,03 и. К/Вт)Для .теплопроводности перлитового песка, найденной при указанных начальных температурах образца и способах измерения установившегося теплового потока, получены следующие значения:0,060 Вт/мК,0 0520/23,17-0,03 1,0 061 Вт/мК у 0 05 20/23 54 Оь 030,060 Вт/мК0 0520/23, 32-0,03 которые отличаются между собой не более чем на 3.хИспользование изобретения позволяет сократить общую продолжительность определения теплопроводности в 4 раза, а для листовых и сыпучих материалов - в 12 раз, что значительно об-легчает проведение повторных измерений . Сокращение времени измерения особенно важно при испытаниях образцов большой толщины (20"30 см), длякоторых время измерения коэффициента теплопроводности стандартным способом составляет 24-72 ч.