Способ определения теплопроводности материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ ЕСПУБЛИК 9) 5 ц 5 6 01 И 25/18 СПИ И Т СВИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОР е теп- скола 1981,мО,Дь Я СА)Ь. ,Щ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР НИЕ ИЗОБ(56) Николаев Г.АНиколаева Н.Г. Установка для исследования теплофизическихсвойств горных пород методом тепловой емкости в лабораторных условиях, - В кн: Физические процессы горного производстваЛ., 1975, вып,2, с.З - 6.Куперин В. В, и др. П ромы шленньлофизические приборы первого иния, - Промышленная теплотехника,т,З, М 1,с,29 - 34,Изобретение относится к тепловым испытаниям, а именно к определению тепло- физических свойств материалов,Цель изобретения - повышение точности и упрощение,На чертеже представлено расположение образца относительно источника и стока теплоты при реализации способа.На чертеке представлены; образец 1, гидроизолирующая прокладка 2, тепловые среды 3,4, измерители 5 и 6 температуры. Образец испытуемого материала выполнен в виде пластины. Тепловые среды 3 и 4 имеют конечную массу, теплоизолированы от внешней среды (теплоизоляционные оболочки на чертеже заштрихованы), Наличие гидроизолирующих прокладок 2 позволяет(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к тепловым испытаниям, а именно к определению теплофизических свойств материалов, Цель изобретения - повышение точности и упрощение, В качестве источника и стока теплоты используют тепловые среды, ограниченные по массам, различающиеся по температурам и теплоизолированные от окружающего пространства. Среды контактируют между собой через исследуемый образец, Для расчета теплопроводности образца необходимо знать тем 1 ературы сред в данный момент времени и в начальный момент, принимаемый за начало регулярного теплового режима, По сравнению с прототипом повышение точности и упрощение способа обеспечивается за счет исключения измерения теплового потока тепломером, 1 ил. спользовать в качестве тепловых сред жидости, Измерители 5,6 температуры предазначены для регистрации температур ред со сторон, обращенных к образцу,Способ осуществляется следующим образ,Задают различные температуры тепловых сред 3 и 4 и приводят их в контакт с поверхностями плоского образца, Разность температур сред обеспечит перетекание теплоты между ними через образец 1, Через некоторый промежуток времгни должен наступить регулярный тепловой режим во всей системе тепловые среды - образец, Наступление регулярного теплового режима констатируется на основании температурных измерений, динамика изменений темпера 1642345тур тепловых сред при известности их теплоемкостей однозначно определяет тепловой поток через испытуемый образец; разность температур сред характеризует перепад температур между поверхностями образца в направлении теплового потока.Расчет теплопроводимости А образца осуществляется по формулам:АВ% Ч 1 Ч 2 Ст о - т 2 чо н + ч 2)Т - То, Ч 1 Т + Ч 2 То,Ч 1 + Ч 2 Ч 1 + Ч 2гле т - время, отсчитываемое от начала установления регулярного теплового режима системы тепловые среды - образец;Ч 1 - объем первой тепловой среды; Т 2 - температура второй тепловой среды в моментЧ 2 -объем второй тепловой среды; С - теплоемкость единицы обьема тепловой.среды;1 - толщина образца;Т - температура первой тепловой среды в момент г= 0;То - температура второй тепловой среды вмомент т=О;Чо - обьем образца испытуемого материала.Способ, характеризуется простотой осуществления, Он не требует регулирования и измерения мощности нагревателя, внедрения датчиков температуры в исследуемый образец, измерения. текущего перепада температур, плотности теплового потока через образец тепломером и проведения трудоемкой операции градуировки тепло- мера по образцовым мерам, Одновременно достигается повышение точности определения теплопроводности по сравнению со способом-прототипом: зэ счет устранения погрешности измерения силы тока, сопротивления нагревателя, градуировки тепломера, измерения теплового потока (последняя в способе-прототипе составляет 8 - 10 ).Способ, может найти применение при 5 массовых испытаниях материалов.Формула изобретения Способ определения теплопроводности материалов, состоящий в том, что плоский образец приводят в тепловой контакт 10 с двумя тепловыми средами разной температуры с конечными массами, после наступления регулярного теплового режима регистрируют тепловой поток, протекающий через образец от одной среды к другой, 15 и температуру одной из поверхностей образца,отл ича ю щийс я тем, что, с целью повышения точности и упрощения, тепло- изолируют тепловые среды от, окружающего их пространства и определяют тепловой по ток по соотношению температур среды,причем искомую величину рассчитывают по соотношениямАВЧ 1 Ч 1 Ч 2 С= т " о - т,= ч.та тяТ 1 - То Ч 1 Т + Ч 2 ТоЧ 1+Ч 2 Ч 1+Ч 230где г - время, отсчитываемое от началаустановления регулярного теплового режима системы тепловые среды - образец;Ч 1 - обьем первой тепловой среды;Т 2 - температура второй тепловой среды в момент х;Ч 2 - объем второй тепловой среды;С - теплоемкость единицы объема тепловой среды;- толщина образца;Чо - объем образца испытуемого материала.Т) - температура первой тепловой средыв момент т= 045 То - температура второй тепловой среды в момент т= О,1642345Составитель В.Вертоградский Редактор М,Циткина Техред М.Моргентал Корректор И.Муска Заказ 1143 Тираж 397 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101