Стенд для измерения теплофизических параметров пористых тел

(71) Всесоюзный государственный научноисследовательский и проектно-конструкторский институт "ВНИПИэнергопром"(56 Лыков А,В. Теоретические основы строительной теплофизики. Изд. АН БССР, 1961,с,384 в 3,(54) СТЕНД ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПОРИСТЫХТЕЛ(57) Изобретение относится к теплофизическим измерениям. Цель изобретения - ускорение и упрощение процесса измерений засчет сохраненйя постоянства параметров в замкнутом объеме кожуха и конструкции компенсаторов веса. При включении источника 8 теплового воздействия происходит перенос влаги в осевом направлении образца 6, что вызывает изменение веса частей образца 6, которое компенсируется в течение времени эксперимента навесками, устанавливаемыми на пластину 5 компенсатора веса образца, В процессе эксперимента производится замер тЕмператур, для чего в точках 15 - 18 на оси образца 6 установлены термопары, подключенные к измерителю 20 температур, По результатам измерений рассчитываются потенциал массопереноса, градиент влагосодержания, поток влаги, коэффициенты термоградиентный, потенциало- и температуропроводности, теплопроводность исследуемого материала,Изобретение относится к тепловлагофиэическим измерениям, а точнее к измере ниям параметров теплоизоляционныхстроительных материалов,Известен стенд для измерения тепловлагофиэических параметров пористых тел.В этом стенде образец в виде цилиндраразмещен в термостате и подвешен на коромысле аналитических весов, прОтив егорабочего торца установлен источник теплового воздействия, к точкам замера подключены гальванометры,Недостатком известного стенда является то, что он представляет собой неустойчивую сложную конструкцию за счет гибкихсвязей коромысла с образцом, дает искаже-.ние результата измерений в пределах 15 О,Кроме того, позволяет на основании производимых.замеров получить только градиентвлагосодержания в стационарном состоянии, поток влаги, коэффициенты термоградиентный, потенциала- и температуропроводности, теплопроводность исследуемогоматериала. При этом рекомендуемая для измерения температуры точка, находящаясяна конце рабочего тела, обращенного к источнику теплового воздействия, не дает истинных параметров происходящихпроцессов, Кроме того, эа счет вредногопрогрева боковых стенок образца имеютместо нарушения постоянной температурына заднем торце эталонного тела за счетповышения температуры не только по осевому направлению, но и по поверхности образца из-за прогрева общего объематермостата, Это приводит к увеличениюпродолжительности времени экспериментаи даат погрешности измерений в 15 О.Цель изобретения - ускорение и упрощение процесса измерений,Поставленная цель достигается тем, чтов стенде для измерения тепловлагофизических параметров пористых тел, содержащем теплозащитную камеру для размещения образца. установленный на ее вхЬдеисточник теплового воздействия с кордусом, компенсаторы веса образца, элементыустановки образца в камере и измерительтемпературы в заданных точках образца.теплозащитная камера выполнена в видекожуха из многослойного теплоиэоляционного материала, в стенд введены узел корректирования теплового потока, установленный в корпусе источника теплового воздействия, диск иэ материала с высокой теплопроводностоо, установленный за узломкорректирования теплового потока, капиллярная трубка е корпусе теплозащитной камеры, одним концом погруженная вовееденный в камеру мерный сосуд. а эле 5 10 менты установки образца выполнены в виде толкателей, проходящих через нижнюю стенку теплозащитной камеры и установленных при помощи пружин в стойках, смонтированных на неподвижном основании стенда и выполненных с пластинами компенсаторов веса образца,На чертеже представлена схема стенда.В схеме стенда внутри кожуха 1 с теплоизоляционным покрытием 2 на элементахустановки 3, выполненных в виде толкателей и установленных при помощи пружин встойках 4, выполненных с пластинами 5 ком 15 пенсаторов веса, установлен образец 6.Против его рабочего конца 7 соосно размещены источник 8 теплового воздействия,имеющий корпус 9, внутрь которого установлен узел 10 корректирования теплового20 потока, конусным концом обращенный к образцу 6, На образце 6 за узлом 10 корректирования теплового потока жесткоустановлен диск 11 из материала высокойтеплопроводности, например медный, ма 25 лой толщины, В месте стыка 12 с эталоннымтелом образца 6 вмонтирована капиллярнаятрубка 13. одним концом погруженная вовведенный в кожух 1 медный сосуд 14, Вточках замера 15 - 18 на оси образца 630 установлены термопары 19, подключенныек измерителю 20 температур, например потенциометру,Температуры измеряют в следующихточках: 15 - на небольшом расстоянии -5 -35 10 мм) от плоскости сопротивления диска 11с исследуемым материалом; 16 - в серединеслоя исследуемого материала; 17 - в местестыка 12 исследуемого материала с эталонным телом, например, парафином; 18 - в40 эталонном теле. например, парафине. на некотором расстоянии (-20 мм) от правогоконца цилиндра,Для изменения тепловых режимов источник 3 теплового воздействия подсоеди 45 нен через прибор 21 измененияподаваемого напряжения. например латтер. к сети. Кожух 1 и мерный сосуд 14, иизмеритель 20 температур, и источник 8 теплового воздействия установлены на непод 50 вижном основании 22 стенда, сквозьповерхность которого проходят стойки 4,смонтированные на том же основании 22,Стенд работает следующим образом,В первую очередь исследуется распре 55 деление влагосодержания в исследуемомматериале, для этого цилиндр образца 6 заполняется исследуемым материалом, в данном случае фильтроввльной бумагойопределенного влагосодержания. Цилиндрплотно закрывается заглушками (влагонеп1747903 отсутствует необходимость определенияпотока тепла; дает возможность получитьхарактеристики исследуемого материаладля выводов по оптимальному применению5 и выбору конструкции теплоизоляционныхпористых материалов; не требуется послойного сечения образцов.Использование данного изобретенияпозволит ускорить и упростить процесс из 10 мерений.Формула изобретенияСтенд для измерения теплофизическихпараметров пористых тел, содержащий теплозащитную камеру для размещения образ 15 ца, установленный на ее входе источниктеплового воздействия с корпусом, компен. саторы веса образца, элементы установкиобразца в камере и измеритель температуры в заданных точках образца, о т л и ч а ю 20 щ и й с я. тем, что, с целью ускорения иупрощения процесса измерений, теплозащитная камера выполнена в виде кожуха иэмногослойного теплоизоляционного материала, в стенд введены узел корректирова 25 ния теплового потока. установленный вкорпусе источника теплового воздействия,диск из материала с высокой теплопроводностью, установленный за узлом корректирования теплового потока, капиллярная30 трубка в корпусе теплоэащитной камеры,одним концом погруженная во введенный вкамеру мерный сосуд, а элементы установкиобразца выполнены в виде толкателей, проходящих через нижнюю стенку теплоэащит 35 ной камеры и установленных при помощипружин в стойках, смонтированных на неподвижном основании стенда и выполненных с пластинами компенсаторов весаобразца,40 где 12 и а 2 - соответственно теплопроводность и коэффициент темнературопроводности эталонного тела (парафин);Ь - вспомогательная величина, вычисляемая по соотношению- 1 е гас =+ 0,5642Т 15ь --его + . его1 Т 15 12 Е 01 17 уЕО 1,Т 15 Т 17 -отношение показателей измерителя 20 температур для термопар 19 вточках 15 и 17 в промежутках времени;ЕО 1 - критерий Фурье для данного промежутка времени,Поверочный расчет коэффициента температуропро водности а= с 1 с где с - удельная теплоемкость исследуемого тела;1 - плотность тела;С - объемная теплоемкость тела,, Метод основан на допущении о линейном законе распределения температуры по длине образца и позволяет определить коэффициенты как массо-, так и теплопереноса.Основные достоинства метода: кратковременность цикла испытаний, что дает воэможность дать экспресс-оценку свойств .различных пористых влажных материалов; Составитель Ю,АлешинТехред М,Моргентал Корректор Э.Лончакова Редактор А.Долинич Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул,Гагарина, 101 Заказ 2493 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5