418780

418780 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ с,оюз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт. свидетельствааявлсцо 06.7.1971 ( 1657007/26-25 Кл. 6 01 п 25/20 рисоедпцением заявкириорите Государственный номнте Совета Мнннстров СССР оо делам нэооретенни н отнрытнйУДК 536.2(088,8 публиковано 5.11.1974. Бюллетеньания описания ЗО.И 1.197 ата оп блик Авторыизобретения Е. С. Платунов, В. В. Курении и И. ф. Шубин енинградский инстигут точной механики и опти явител УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТАМПЕРАТУРОПРОВОДНОСТИ ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ ласти теплоф Металлическое ядро соднагреватель 2, стойки 3стины 5, 6, между которпытуемый образец 7, илем 9. ержит основание 1 4, контактные пла гми зажимается ис лпак 8 с цагревате тянуты вицконтакта сотельцо приИзобретение относится к об изического приборостроения.Известные устройства для измерения козффициента температуропроводцости материалов, работающие в режиме монотонного нагрева, содержат теплоизоляционцый кожух,основание с нагревателем, верхнюю и нижнююконтактные пластины ц три датчика температуры.Такие устройства имеют ряд недостатков.Для обеспечения симметричного разогрева образца требуется проведение доводочных работ, связанных с механической обработкойдеталей металлического ядра.Несимметричность нагрева объясняется гем,что пластины имеют различную теплоемкость,геометрию и теплообмен с окружающими деталями ядра.Предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерений благодаря тому, чгомежду идентичными контактными иласицами, выполненными в виде полусфер, и основанием введены две стойки со сферическимигнездами в верхней части и глубокими ребрами в нижней, которые контактируют с ребр- ми основания,1-1 а чертеже показано предложенное устройство,Устройляциоццо ство состоит из разъемцои теплоизой оболочки и металлического ядра. Ядро закреплено в кожухе 10 ца шести металлических стойках 11. Водоохлаждаемый кожух является тсцлоцзоляццоццоц оболочкоц устроцства.10 В нагревателе 2 размещены спирали электрического нагревателя и система охлаждс ия ядра водой и жидким азотом.Система охлаждения состоит из двух частей: замкнутой 12 и открытой 13. Жидкий 15 азот сначала прогоцяется по замкнутой системе каналов в нагревателе, а затем пары и часть цеиспарившегося азота по трубке впрыскиваются внутрь колпака 8, значительно ускоряя процесс охлаждения и выравнивания тем пературного поля ядра.Нагреватель 2 и основание 1 стами. Для улучшения тепловогоприкасающиеся поверхности тщатерты,К контактным пласчинам 5, 6 припаяны полусферы и иглы. Полусферы обеспечивают самоустановку контактных пластин по поверхности образца. Для уменьшения термического сопротивления кгцпакч прующие поверхности 30 полусфер и стоек 3, 4 смазываются графитом.о,= 231,Стойки Выполнены из одного материала, идентичны по геометрическим размерам и теплоемкости, Верхняя часть стоек по полусферической поверхности сопрягается с контактными пластинами, а нижняя часть заканчивается глубокими ребрами, входящими в углубления осш;ванин по ходовой посадке. Дл разведения стоек в стороны по установке об разца использую ся рычаги привода стоек с пружинами (па черзеже не показаны). Образец прижимается к контактным пластинам пружинами через рычаги и стойки.Для обеспечения минимального перепада температур основания и стоек на колпаке 8 установлен нагреватель 9, который работаег от регулятора температуры.Для устранения задиров при перемещении деталей основание и полусферы выполнены из нержавеющей стали Х 18 Н 9 Т, а стойки и колпак - из дуралюминиевого сплава. Контактные пластины изготовлены из красной меди и хромированы.Для температурных измерений в калоримстре применены термопары диаметром 0,2 мм из нихрома и константана, Монтаж термопар постоянный (места заделки термопар А, В, С, 0 показаны на чертеже крестиками),Термопары А и В монтируются в иглах контактных пластин 5, 6, термопары С - в инъекционной игле, припаянной к держателю, который винтами крепится к основанию. Термопара Й вмонтирована в наружный колпак, а термопара Е - в стойку 4. Термопары 0 и Е являются датчиками регулятора температуры, который обеспечивает нулевой перепад температур колпака и стоек.В опыте измеряются запаздывания нагревания термопары относительно нагревания термопар А и В.Коэффициент температуропроводности рассчитывается по формуле:йй(1) = (1 - , - о),СА + "СВ О 5 10 15 20 25 50 где а - эффективный коэффициент тепло- обмена на боковой поверхности образца, вт/м У;яЯВ 1 = -- критерий Био;/,2/ и Я - толщина и радиус образца, м;тсл=тсА; тсв=тсл - отставания температуры нагревания термопары С относизельно нагревания термопар Л и В, С;то=то(1) - поправка на контактное сопротивление и неиденгичность градуировки термопар (С), является постоянной прибора и определяется из градуировочного опыта на медном образце;Х - ориентировочное значение теплопроводности образца для данного класса материалов, вт/м К;р - коэффициент линейного расширения материала образца (1/К), определяется ориентировочно для данного класса материалов,Устройство работает следующим образом, Исследуемый образец 7 надевают на термопару С, предварительно подняв кожух и разведя клином стойки 3, 4. Затем удаляется клин из паза стоек и калориметр закрывается. Включают нагреватель, и ядро калориметра вместе с образцом монотонно нагревается. При этом по средней термопаре следят за температурой образца и замеряют запаздывание нагревания средней термопары относительно нагревания термопар в контактных пластинах. Далее рассчитывают коэффициент температуропроводности. Предмет изобретения Устройство для измерения коэффициента температуропроводности твердых материалов в режиме монотонного нагрева, содержащее разъемную теплоизоляционную оболочку с водоохлаждаемым кожухом, нагреватель, основание, колпак, контактные пластины и три датчика температуры, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, между идентичными контактными пластинами, выполненными в виде полусфер, и основанием введены две стойки со сферическими гнездами в верхней части и глубокими ребрами в нижней, которые контактируют с соответствующими ребрами основания.411 Составител еловодчсик екред Е. Борисова Корректор В, Брыкси Рс.,автор Т ловск,Подписло1 э Типография, пр. Сапунов Заказ 1770,11Ц ИИП Изд. Ы 577 осударствсиного по дела.и изо Москва, Ж, Типа з ,Го 551 к:итета Сове Министров етеипй и открытийушская наб., д, 4/5