Способ определения коэффициента теплопроводности материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН А 9) 8 25/18555 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(72) Э.В.Осипов и А.И.Шевченко (7 Ц Институт проблем литья АН УССР (53) 536. 212. 2 (0 88, 8)(56) 1. Авторское свидетельство СССР В 219259, кл. С 01 В 25/20, 31.12.64,2, Авторское свидетельство СССР В 359582, кл. О 01 М 25/18, 01.04,71 (прототип),(54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕН 118 А ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ МАТЕРИАЛОВ 8 включающий использование исследуемого и. контрольного образцов в виде пластин, создание стационарного; теплового режима образцов, регистрацию перепада температур на контрольном образце и теплового потока, про ходящего сквозь исследуемый образец, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и упроще" ния процесса определения, образцы приводят в тепловой контакт по плоскости, подводят тепло по этой плоскости, тепловой поток регистрируют посредством тепломера, который при" водят в тепловой контакт с наружной поверхностью исследуемого образца, а наружные, поверхности контрольного образца и тепломера поддерживают при одинаковой температуре.Изобретение относится к теплоным измерениям в частности к способам определения теплофизических характерис-. тик материалов, и может быть использовано при определении теплопроводности любых материалов (тканей, жид костей, строительных материалов и др,) как в лабораторной, так и в произ" водственной практике.Известен способ определения тепло- Физических характеристик материалов, согласно которому несимметрично разогревают образец, измеряют тепловые по токи и температуру на двух изотермических поверхностях образца, а также температуру в центре образца и по (5 этим данным определяют теплопроводность материала 113.Недостаток известного способа заключается н низкой точности определения теплопроводности, обусловленной ошибками, нносимыьщ при измерении температуры в центре образца.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ определения коэффициента теплопроводности, включающий использование исследуемого и контрольного образцов в виде пластин, создание стационарного теплового режима образцов, регистрации перепада .температур на контрольном образце и теплоного 30 потока, проходящего сквозь исследуемый образец, Операциями способа являются также выравнивание перепадов температур по образцам и регистрация теплового потока, проходящего сквозь 35 контрольный образец Г 23. Данный способ ограничен по точности, что обусловлено необходимостью, регулировки мощности нагревателя, 40 большим числом составляющих погреш. ностей регистрирующих приборов при двухкратном измерении мощности нагревателей и двукратном измерении температуры, Этот способ сложен, так 45 как необходимо регулировать мощности двух нагревателей, и проводить большое число измерительных операций.Цель изобретения - повйшение точности и упрощение способа определения коэффициента теплопроводности.Указанная цель достигается тем, что согласно способу, включающему использование исследуемого и контроль ного образцов н виде пластин, созда- И ние стационарного теплового режима образцов, регистрацию перепада температур на контрольном образце и теплового потока, проходящего сквозь исследуемый образец, образцы приво дят в тепловой контакт по .плоскос" ти, подводят тепло по этой плоскос-. ти., тепловой поток регистрируют посредством тепломера, который приводят в тепловой контакт с наружной65 поверхностью исследуемого образца, анаружные поверхности контрольногообразца и тепломера поддерживают приодинаковой температуре.На чертеже показана схема осуществления предлагаемого способа,Схема включает холодильник 1,контрольный образец 2, нагреватель 3,исследуемый образец 4, тепломер 5,холодильник 6.С помощью нагревателя 3, размещенного в плоскости. теплового контактаконтрольного и исследуемого обраэцон, задают стационарный тепловойрежим образцов. Затем с помощью тепломера 5 определяют тепловой поток,проходящий сквозь образцы.На контрольном образце любым известным спо"собом определяют перепад температури, зная толщину образца, вычисляюткоэфФициент теплопроводности по ФормулеЛ =8/( -- Н)у Я где о - толщина образца;о 1 " перепад температур на контрольном образце- удельный тепловой поток,проходящий сквозь исследуе".мый образецуК - тепловое сопротивление тепломера.Расчетную формулу получают с иснользонанием,специфического для данного способа условия: равенство перепада температур на контрольном образце и суммы перепадов температур наисследуемом образце и тепломере. Величина И должна быть определена преднарительно как константа устройства.П р и м е р . При опробынании спо- .,соба измеряют коэффициент теплопроводности оптического стекла маркиЛК. Результаты измерений: В =210 мК/Вт; д = 7 10м; дВ6,20 Ку ц = 10 Вт/м 1 З=1,166 ВТ/(м-К),За базовый объект принимают прибор для определения теплопроводности ИТразработки Института технической теплофизики АЙ УССР г, Киев.По сравнению со способом-прототипом и базовым, объектом расчетная относительная погрешность измерений при комнатных температурах уменьшилась в 2 раза.Повышение точности достигается за счет того, что одновременное создание равных температурных перепадов на исследуемом и контрольном образцах позволяет уменьшить погрешность измерения за счет нестабильности тепловых потоков, так как в этом случае тепловые возмущения взаимно компенсируются. Кроме того, измерение1111084 Составитель В.ВертоградскийРедактор М.Келемеш. Техред С.Мигунова Корректор В.Синицкая Заказ.6302/35 . Тираж 822 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035 р Москва, ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ПППфПатентф, г. Ужгород,.ул. Проектная, 4 температуры на контрольном образцепозволяет уменьшить и стабилизиро.вать контактные термические сопротивления,Упрощение по сравнению, с прототипом достигается за счет исключе-. ния операции измерения перепада температур на образце,