Устройство для измерения истинной теплоемкости и теплоты плавления материалов

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 32240 Сова Советсккв Сециалистическив РеспубликЗависимое от авт. свидетельства-Заявлеио 14,7.1970 ( 1439975 18 М,Кл. С 01 п 25 ием заявкис присоедине Приоритет - Опубликован йомитет па лелем обрвтеиий и открытий и Совете Министров СССР"ДК 536.631 (08 6,1.1972 плетеньо я3.Ч.192 Дата опубликования опис Авторыгзобретеяия Е, С. Платунов, В. В, Курепин и И. Ф. Шубин 1 нинградский институт точной механики и оптики явитель СТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИСТИННОЙ ТЕПЛОЕМКОСТ И ТЕПЛОТЫ ПЛАВЛЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ2 5 змерения истин- плавления матес нагаре,вателем 20 е устройство отличается от язо в .нем нацреватель выполнен и в каналах металлического илиндричеоком углубления колен через теллоизоляционные омер, выполненный в виде меакана, при этом между стенка- ,стакана, на которых смонтироемпературы, образован воздушПредлагаемо вестных тем, чт в виде спирал основания, в ц торого установ лрокл адин тепл таллического ст ми основания и ваны датчики т 2 э Изобретение относится к области теплофиэического приборостроения и применяеюся для исследования техвпературной зависимости истинной теплоемкости,и теплоты плавления материалов в диапазоне температур от - 150 до 400 С.Известны устройс;гва для иной теплоемкости,и теплоты,риалов, содержацвие тепломери датгики температуры.Однако такие устройства имеют,ряд недостатков, в частности, плохое выравниваовие температурного поля на наружной и;внутренней поверхностях диатермической дболочки, а в овязи с этаким возможна,нестабильность градуировки диаметрической оболочии. Тепломер в виде диатермической оболочки из керамики с термостолбиком сложен в изготовлении. Устройство не приспособлено для работы в области оврицательных температур. ный зазор, служащий рабочим слоем тепло,ме,ра.Это позволяет повыеить надежность я точость измерений.На чертеже показано описываемое устройство, состоящее из объемной теплопзоляционной оболочки и металлического ядра. Металлическое ядро состоит пз нагревательного блока 1, основания 2, внутреннего 8 и наруж- О ного 4 колпаков и экрана 5. Внутри кожуха калориметра ядро крепится на шести металлических стойках 6, 7. В нагревательном блоке 1 размещены спирали электрического нагревателя и системы охлаждения 5 ядра. Система охлаждения состоит из двухчастей: замкнутой 8 и открытой 9. Первая из них используется прои охлаждении ядра водой, а,вторая - жидким азотом. жидкий азот сначала,прогоняется по замкнутой системе каналов.в блоке 1, а затем пары.и,неиспарившаяся часть азота выбрасываются непосредственно внутрь колпака 3, значительно ускоряя процесс охлаждения и выравнивания температурного,поля ядра, Пары азота выходят .из ядра через отверстие 10 в охранном колпаке и теплоизоляционной оболочке.Нагревательный блок 1 и основание 2 стиснуты винтами. Для улучшевия теплового контакта соприкасающиеся поверхности тщатель- О но притерты. С целью уменьшения утечек жид1(ОГО Язота на стыке блока и Основани 51 запрессованы втулки 11. В основании 2 имеется углубление, в которое помещен стаканчИк 12 с,припаянной к небогу,иглой И. Поверхности углублевия и стаканчика полируют. Для 5 уменьшения тепловой связи между стаканчиком и основанием, а таКже для обеспечения герметичности тепломера вроложены слюдяные шайбы 14, которые цснтрируют стаканчик внутри углубления. Основную роль в геплооб о мене указанных деталей играет проводимость воздуха, что обеопекивает высокую стабильность прОводиОст 51 прослогкт. Загк 5 м И с основанием сопряжены по скользящей посадке и укреплены тремя винтами 1 б. Детали ядра изготовлены,из материала с высокой теплоп 1 зоводностью, Основание, няружный и внутренний колпаки изготовлены из сплава Д 1 б. Для уокераНения задиров при перемещении деталей нз однородного и вязкого материала пр 5 хенсны разделяющие кольца 17, 18 Из стали 1 Х 118 Н 9 Т. Пароля допусков на изготовление сопрягасмых деталей и зазоры рассчитаны с учетом температурных деформаций,во всем,рабочем диапазоне темперятур. Стальное ко:ьцо 18 штифгуется .к наружному стакану, а кольцо 7 плотно, посажено в основание. Для температурных 5 змерений в С-ка чорыстре используют термопары из нихрома и коиСтантана диамьтром 0,2 лмл 0 гггж термопар фпОсгоянный. Места заделки термопар С и В показаны на чертеже крестиками. Тсрмопары в двухканальных фарфоровых труоочках диаметром 1 мм размещены одна в,иглс стаканчика, другая - в основании на одном усовне. Термопары гизолированы внутри теп чозацгчтпой оболочки фарфоровыми бусами и подведены к выводной кочодкс в Нижге колпакс 1.7, после которой они ведутся в,полихлорвинило.- вых трубках. К электроизмеритсльной схемс 4 О те 1)мопары подклюСны через Олок холодн 11 х опаев, За блоком холодных,спаев могТаж всдется медным многожильным проводом.В опытс измеряют вречснной перепад гпя тепломере, т. с.,временное запаздывание тср мопары С стаканчика относительно термопары В блока.Истинную теплоемкость образца рассчитываот по фо,рмуле:- 15 ОС(2) = - 115.1. (2) т, (1) - С, (1) , (1)772где: 77 г - масса образца, кг; К, (1) и С, (1) - константы прибора, определяемые,из градуировочных Опытов; т, (1) - временной перепад 55 на,тепломере, сек.При 1 сСледованИи еплоты,плавления на С-калориметре температура стакана и перепад на тепломере зап 1 сываются автоматическим электронныч потенпиохетром типа ЭПП, В зоне плавления крИвая Ъ(т) перепада на тепломере .имеет,пик, площадь которого коли 1 еспвенно может быть связана с теплотой фазового перехода. По измеренной гплощади 5 пика и коэффиыенту теплопередачи тепломера К, 1) рассцитывают теплоту плав. ления по формуле:М К (1) К 7 (1) 517 /72(2) где:,И - масштаб записи псрепада .на тепло.2 Вхерс на ленте,яя Предмет 5 зобрстсния Устройство для измерения истииной тепло- емкости и теплоты плавления материалов, содержащее тепломер,с нагревателем и датчики температуры, от,гичающеес 5 тем, что, с целью повышения надежности и точности измерения, в нем нагреватель выполнен в виде спирали в каналах металлического основания, в цилиндричеоком углублении которого установлен через теплоизолягционные,прокладки тегломер, выполненный в в 5 де металлического стакана, при этом между стенками основания и стакана, на которых счонтированы датчики температуры, образован воздугцный зазор, служащий рабочим слоем тедломеря. град.К, (2) - чувствительность термопары,явР - скорость продвижения ленты потеп,2,2циометрасек5 - плошадь пика, мм.Тсп.чоизо,чяцпонная оболочка выполнена ввиде двух рзъемных колпаков 19, 20, охлаждясмых одой по зееиам 21, 22, 1 чрипяянным изнутри.Описанное устройство работает следукпцимобразом. Капсулу,с .исследуемым образцомМатериалом) помещают в стаканчик, надеваОт,внутренНий, наружный колпаки и калоримстр закрывают. Включают нагреватель, иядро калориметра вместе с образцом хОднотонно нагреваются. При этом по терсчсгпяре В основания следят за уровнем температуры и замеря 1 от запаздывание термопары стаканчикаотносительно тврмопары основания, РаСчетистинной т"еплоемкости и теплоты плавленияпроводят по формулам (1), (2),.Областная Заказ 939ЦНИИПИ КомитетаИ.зд. М 626 Тираж 448 Подлинное делам изобретений и открытий при Совете .Чинистроз СССР ооква, Ж, Раб шская наб., д. 4 5;впопрафия Костромского упразлсвия по печат