Способ определения теплопровод-ности пористых материалов

Соеоз Советскик Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВ ВТИЬСТВУ(22) Заявлено 290579 (23) 2802853/18-25с присоединением заявки йо -(51)М. Кл.з 6 01 й 25/18 Государетоеииый комитет СССР ио делам взобретеиий и открытий(088.8) Дата опубликования описания 150381(72) Авторы изобретения С.М. Аринкин, В. Г. Самусевич и М. С. Третьяк Ордена Трудового Красного Знамени институт тепло- и массообмена им. А.В. Лыкова(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ПОРИСНЯХ МАТЕРИАЛОВ Изобретение относится к технике тепловых измерений и может быть использовано для измерений теплопроводности материалов при повышенных температурах.Известен способ определения теплопроводности материалов, основанный на измерении температуры двух сторон образца, нагреваемого инфракрасным излучением 11.Наиболее близким к изобретению является способ определения теплопроводности тонких пленок, в котором исследуемый образец помещают в сосуд, заполненный газом с коэффициентом 15 аккомадации равным или близким 1, например воздухом или аргоном с давлением ниже атмосферного, направляют лучистый поток вдоль полярной оси диска, измеряют давление газа в сосу- Ю де, удельную мощность падающего на образец излучения, величину радио- метрической силы, и по отношению произведения давления газа на удельную мощность лучистого потока к радиометрической силе судят о величине теплопроводности тонких пле. нок 2 Д.Недостатками способа являются сложность изготовления тонких пленок иэ 30 исследуемого материала особенно из металлов, тем более из тугоплавких одно- и многокомпонентных сплавов, отличающихся высокой хрупкостью, сложность процесса измерения, включающего определение трех параметров, а следовательно, и сравнительно невысокая точность определения теплопроводности.Цель изобретения - повышение точности и расширение по температуре диапазона измерений, упрощение процесса измерений.Поставленная цель достигается тем, что газ подают через образец пористого материала с постоянным массовым расходом и измеряют величину повьввения давления газа со стороны входа его в образец, нагретый до установившегося теплового состояния, о чем судят по прекращению изменения непрерывно регистрируемого давления газа перед образцом, после чего величину теплопроводности материалаопределя- ют расчетным путем.Образец из исследуемого пористого материала выполняют в виде пластины любой конечной толщины. Выбор толщины и размеров пластинки осуществляют иэ условия, чтобы в геометрических1ент теплопроводно того материала пр Х коэффицити дорис температ а - массовыйцу площади ре,асход газа наповерхности пкгстинкимедино ристой пл с- теплоемкост ь газа, - . - -.жо - тепловой поток на единицу плщади поверхности пористойпластинки-образца,в ,к - газовая постоянная кгрукоэффициент гидравлическогосопротивления пористой струкразмерах сбразца полностью сохранялись свойства исследуемого материала. Одну из бсковых поверхностей пластинки зачерняют.Пластинку устанавливают в герметический корпус, в котором пластинка являешься одной из стенок. Внутренняя полость корпуса выполняет роль ресивера газа, При помощи системы подвода и регулирования газа устанавливают постоянный массовый расход . газа через пористую пластинку. Измеряют датчиком давления величину давления газа перед входом в пластинку в исходном состоянии, соответствующую установленному массовому расхбду га.за и коэффициенту гидравлического сопротивления пористой структуры.пластинки, и далее непрерывно. После этого поверхность пластинки со стороны выхода газа подвергают воздействию равномерного лучистого теплового по О тока известной интенсивности.По достижении установившегося теплового режима пластинки, о чем судят по прекращению роста давления газа, измеряют величину установившегося давления газа при постоянном установленном вначале массовом его расходе. Повыаение цавления газа при постоянном массовом расходе, равное разности величин давления газа в установившемся и исходном тепловом состоянии пластинки, является следствием его объемного теплового расширения из-за нагрева при прохождении через пористуюструктуру пластинки, нагретую лу- З чистым тепловым потоком известной интенсивности.Лналитически установлена и экспериментально проверена пропорциональная зависимость величины повышения давления газа при прохождении через 4 О пористую структуру нагреваемой плас" тинки и величины коэффициента теплопроводности пористого материала.Зависимость имеет вид:туры образца пластинки толщиной, м,Р - давление газа перед пористой пластинкой, соответствующее установленному массовому расходу газа через пластинку в исходном состоянииН,ь Р - повышение давления газавследствие теплового расширения при прохождении черезпористую структуру образцапластинки, нагретой эталонным лучистым потоком ,равное разности величин давления газа перед входом в образец в установившемся в исходном тепловом состоянии ф Величина установившейся средней по толщине температуры пластинки, нагретой эталонным лучистым тепловым потоком с, определяется из зави- симости где То - температура газа в корпусересивере в исходном состоянии, Ко;ц - толщина образца-пластинки,м.Предлагаемым способом можно изметь теплопроводность пористых мате- алов при повышенных температурах.личину температуры нагрева пластинки регулируют за счет изменения массового расхода газа или величины лучистого теплового потока.Пределы применимости способа ограничиваются радиационной прозрачностью газа и температурой нагрева пластинки, которая не должка превышать температуру начала структурных изменений материала. ря ри Ве ормула изобретен Способ определения теплопроводности пористых материалов путем воздействия Иа поверхность образца постоянного лучистого теплового потока известной интенсивности и измерения давления газа в объеме, в который помещен образец исследуемого материала, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерений по температуре газ подают с постоянным массовым расходом и измеряют величину повышеиия давления газа со стороны входа его в образец, нагретый до установившегося теплового состояния, о чем судят по прекращению изменения непрерывно регистрируемого давления газа перед сбраэцом, пос813221 Составитель А; ВолковРедактор М. Петрова Техред Е.Гаврилешко Корректор М. Шарсщи Заказ 758/52 Тираж 907 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Рауюская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 ле чего величину теплопроводностиматериала определяют расчетным путем,Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССРР 458752, кл. 6 01 й 25/18, 1976.2, Авторское свидетельство СССРУ 295037,кл, 6 01 й 25/18, 1977