Устройство для определения коэффициента теплопроводности материала

союз соеетаехссссидсидисвиРЕСПУБЛИН 4(51) С 01 Н 25/18 ОПИОАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯцв двтвдввдст свддвтввьствт ГОСЩМфСТВЕННЫИ НОНИТЕТ СССРв свв всвссдсд и сви ив с(71) Одесский технологический институт холодильной промышленности (53) 536.6(088.8)(56) 1. Авторское свидетельство СССР е 561122, кл. С 01 Я 25/18, 1976.2, Авторское свидетельство СССР В 855463, кл. С 01 И 25/18, 1979. (прототип)..(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕНЛОПРОВОДНОСТИ МАТЕРИАЛА, содержащее горячую, среднюю и холодную термостатирующие плиты, расположенные с заэором для установки с тепловым контактом обраэцов исследуемого материала, и источник нагрева горячей плиты, соединенные между собой системой подводящих и отводящих трубопроводов, а также сис. тему регистрации, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью повмиения точности измерений и энергетической эффективности устройства, оио снабжено смесителем, к входу которого подключены отводящие трубопроводы горячей и холодной термостатирующих плит, а к выходу в .подводящий трубопровод средней плиты, при этом отводящий трубопровод средней плиты соединен с подводящим трубопроводом ис-точника нагрева горячей плиты.2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что смеситель .выполнен в виде двухпоточного рекуперативного теплообменника.669 лировке. ции 2 . 1 11360Изобретение относится к области теплотехнических испытаний к может быть использовано для определения коэффициента теплопроводности строительных материалов. 5Известно устройство для определе-. ния теплопроводностк материалов, содержащее блоки нагрева и охлаждения, источники нагрева и охлаждения, соединенные последовательно в эамк нутый контур трубопроводами, но которы 34 прк помощи насоса циркулирует теплоноситель. Принцип действия дан" ного устройства заключается в следую щем. Нагретый до заданной температу" 15 ры теплоноситель от ксточника нагрева поступает в блок нагрева для его термостатирования. Затем теплоноситель кз блока нагрева, проходя через источник охлаждения, охлаждается 26 до заданной температурь 1 к поступает в блок охлаждения, также термостатируя его, Иэ блока охлажпения теплокоситель направляется в источник нагрева н Нннл повторнетсн 1 . 25Недостатком данного устройства является бальшая потеря энергии, обусловленная тем, что теплоноситель в устройстве подвергается нагреву к охлаждению без рекуперации тепла, Кроме того, устройство предназначено для определения теплопроводности только одного образца.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для определения коэффициента теплопроводности материала, содержащее горячую, среднюю и холодную термостати 3 р 3 г 3 ощке 33 лкты расположенные 4 О с зазора 34 для установки с тепловым контактом образцов исследуемого материала, и ксточник нагрева горячей плиты, соединенные между собой системой подводящих и отводящих трубо проводов, а тшже систему регистраВ известном устройстве холодная плита снабжена термобатареями. Регу- лируя количество электрической энер О гии, проходящей через термобатареи, охлаждают эту плиту циркулирующей внутри нее жидкостью, которая, нагреваясь, поступает в другие трубопроводы и, в частности, в подводящий 55 трубопровод средней плиты. Однако регулирование температуры средней плиты и тем самьв 3 осуществление требуемого перепада температур 5 о10 С между плитами затруднено из-за того, что теплоноситель, проходя через теплообменник горячих спаев термоэлектрических батарей воспринимает тепло и подогревается до температуры, превьппающей температуру теплоносителя на входе в теплообменник горячих спаев термоэлектрических батарей всего на 1-3 С. В случае увеличения указанной разности температур между входом и выходом из теплообменника горячих спаев термоэлектрических батарей имеет место разброс температур на холодных спаях термоэлектрических батарей, т.е. на охлаж. даемой плите неравномерное температурное поле, что в свою очередь скажется на точности измерения величик, входящих в формулу для определения коэффициента теплопроводности.Кроме того, для создания требуемого перепада температур между средней и холодной плитами необходимо увеличивать ток питания термоэлектрических батарей. Это приводит к снижению температуры холодного сная термоэлектрических батарей, но неблагоприятно сказывается на энергетических показателях установки, так как потребляемая термоэлектрической батареей мощность увеличивается, а холодопроизводительность уменьшается. Кроме того, температура средней плиты связана с подобного рода изменениями неоднозначно и, как следствие этого, труднее поддается регу.Недостатками известного способа являются невысокая точность измерений из-за создания неравномерного температурного поля при посредстве термобатареи и большие потери энергии, так как отсутствует рекуперация тепла, полученного теплоносителемот источника нагрева. Целью изобретения является повышение точности измерений и энергетической эФфективности устройства.Указанная цель достигается тем, что устройство для определения коэффициента теплопроводности материала, содержащее горячую, среднкпо и холодную термостатирующие плиты, расположенные с зазором для установки с тепловым контактом образцов исследуемого материала, и источник 33 агрева горячей плиты, соединенные между собой3 1136системой подводящих и отводящих трубопроводов, а также систему регистрацни, снабжено смесителем, к входукоторого подключены отводящие трубопроводы горячей и холодной термостатирующих плит, а к выходу - подводящий трубопровод середней плиты, приэтом отводящий трубопровод среднейплиты соединен с подводящим трубопроводок источника нагрева горячей пли ОтыеКроме того, смеситель выполненв виде двухпоточного рекуперативноготеплообменника.На чертеже изображена схема предлагаемого устройства,Устройство содержит горячую 1,среднюю 2 и холодную 3 термостатирующие плиты, источник 4 нагрева, смеситель 5, вентиль 6, отводящие 7, 20подводящие 8 и сливной 9 трубопроводыи испытуемые материалы 10. Стрелкамипоказаны направления движения теплоносителя.Устройство работает следующимобразом,Теплоноситель с заданной температурой поступает в холодную термо-.статирующую плиту 3, термостатируяее, и далее поступает в смеситель ,Из последнего часть теплоносителяпрокачивается через среднюю термостатирующую плиту 2 при помощи насоса, который затем подает теплоноситель в горячую термостатирующую плиту 1, При этом .насос выполнен в ви 35де термостата и служит источником 4нагрева теплоносителя перед подачейего в горячую термостатщцующую плиту 1. Объем прокачиваемого тенлоно 40сителя регулируется при помощи вентиля 6 так, чтобы он был равен объему выходящего теплоносителя из холодной плиты 3. Из горячей теркостатирующей плиты 1 теплоносительпоступает. в смеситель 5, где переме 45шивается с холодным теплоносителем,поступающим из холодной термостатирующей плиты, и температура в смесителе усредняется между температурами теплоносителей от горячей и хо. 50лодной теркостатирующих плит, таккак объемы поступающих теплоносите 069 4лей равны. В результате этого температура средней термостатирующейплиты равна температуре теплоносителя,выходящего из смесителя. Лишнийобъем теплоносителя из смесителя удаляется через сливной трубопровод 9.Таким образом, в устройстве происходит рекуперация тепла, т.е, частьтепла, расходуемая на нагрев теплоносителя для термостатирования горячей плиты, используется вторично нанагрев теплоносителя, поступающегов смеситель из холодной термостатирующей плиты, для термостатированиясредней плиты.Кроме того, точность измеренийпредлагаемого устройства повышаетсяза счет введения смесителя, позволяющего исключить такой источник регулирования температуры плиты, кактермобатарея, создающая неравномерное температурное поле,Смеситель может быть выполненв виде двухпоточного рекуперативноготеплообменника, например, типа "труба в трубе"При этом соответственноуменьшается потребление энергии термостатом.При использовании устройства теплоноситель подвергается нагреву только от средней температуры до заданной температуры горячей плиты. Потребность энергии для этого составляет9 шс(й-й,),где- энергии;ш - масса теплоносителя;с - удельная теплоемкость теплоносителя;с - температура горячей плиты;й - температура средней плиты.А нри использовании предлагаемого устройства согласно известномурасход. энергии составляетЯ ш с(е -С, )+ш с(Е -С ),где ш - количество теплоносителя,подвергаемого нагреву в горячейтермостатирующей плите, которыйможет составить согласно схеме1136069 Составитель В.БитюковЛ.Гратилло Техред С.Легеза Корректор Л.Пилипен Редак Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная аз 10217/32 Тираж 898 ВНИИПИ Государственного по делам изобретен 1 13035, Москва, Ж, РаушскаПодписное омитета СССР й и открытийнаб., д. 4/5