Способ определения теплофизических константматериалов

Номер патента: 235823

Авторы: Гольдберг, Иноземцев, Карасев, Маковский, Наголова

ZIP архив

Текст

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 235823 СЫз Советских Социалистических РеспубликЗависиь е от авт. свидетельства02.Х,1967 ( 1187748/24-7) Кл, 21 с, 2/3421, 12,10 явле присоединением заявкиКомитет по делам аобретемий и открыти при Совете Мииистрое СССРПриоритетОпубликовано 24.1.1969. БоллетеньДата опубликования описания ЗО.Ч 1.19 1 ПК Н 01 Ь Ст 011 ДК 621.317.39 т 53. Л. Гольдберг, А. Г. Наголова, А. М, Карасе и В. П. Иноземцев Заяви гель ОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОфИЗИЧЕСКИХ КОНСТА МАТЕРИАЛОВ2 Известен спосоо определения теплофизических констант материалов, в часгности электроизоляционных покрытий кабельных изделий, расположенных аксиально симметрично вокруг токопроводящего элемента, Этот способ заключается в измерении сопротивления токопроводящего элемента при пропускании по нему электрического тока. На концах нити и внешней поверхности исследуемого вещества поддерживают постоянную температуру.Способ основан на подборе тока, при котором увеличение притока тепла, вызванное увеличением сопротивления нагретой проволоки, будет равно потерям тепла с поверхности проводника, Подобрав нужный ток, измеряют сопротивление проволоки, после чего определяют теплопроводность исследуемого вещества.Основными недостатками этого способа являются: трудность подбора необходимой силы тока и высокая температура проволоки при указанном токе, что не позволяет применять данный способ для исследования материалов, имеющих невысокие температуры фазовых переходов или деструкции (например льда, полимеров и т. д.),Предлагаемый способ отличается от известных теът, что сопротивление токопроводящего элемента, например проволоки, измеряют при различных значениях силы тока и по величине его относительного изменения, отнесенного йв 1 ор и изобретения А. А, Маковский к квадрату силы тока, определяют теплофизи.ческие константы. Поскольку каждое измерение проводят при строго фиксированной силе тока, вместо сопротивления можно измерять 5 падение напряжения.Это упрощает определение теплофизических констант.Для определения коэффициента теплопроводности материалов измерение сопротивле ния токопроводящего элемента при различныхзначениях силы тока производят при поддержании постоянной температуры на внешней поверхности образца.Для определения степени черноты поверх ности материала измерение сопротивления токопроводящего элемента при различных значениях силы тока производят, помещая образец в вакуумную камеру, температуру внутренних стенок которой поддерживают посто.20 янной.При использовании предлагаемого способаотпадает необходимость в тепловых и температурных измерениях, а измерения сопротивления (падения напряжения) можно прово.25 дить при минимальных токах (при которыхстановится заметным изменение измеряемых величин).Авторами изобретения была установленазависимость между скоростью увеличения со противления проволоки при возрастании про(2) При т=О; столь большим, чтобы где я/Р НраоК под нить х:о Н о 1"оК 1 и при определении О для х = О40 111а гпа 1 Ко -2-,.Ащ где 2 г Я = П .1. х 1 О дх,о(а)", а 1- аКР3 а = - (а")" (О й - Рог=о а = О (3)а) О тскающего тока и потерями тепла с ес поверхности, Это легло в основу предлагаемого способа.1 хак известно, распределение температуры вдоль тонкой проволоки, нагреваемой постоянным током 1, в стационарном режиме определяется уравнением:К, (1Нр (1 з -1/С 1 1 (1 Хо , С 1 о 1 О) С 1 о 1 И оо+=.О,С,; о" оогде 1 Г(х) - температура проволоки в точке х; К 1 С 1011 коэффициент теплопроводностц, тсплосмкость и плотность материала, из котого изготовлена проволока; р - периметр сечения проволоки; (о - площадь сечения; Н - коэффициент теплоотдачи с поверхности провода; о 11 - проводимость.Предполагается, что удельнос сопротивление проволоки изменяется от температуры по з а ко 1 у: 1 где у 1 --- удельное сопротивление при бо нулевой температуре. Иначе уравнение (1) записывается в видепри граничных условиях Р = Ох =2.Сопротивление проволоки может быть найдено как: где гг - температурный коэффициент изменсция электрического сопротивления; 1 г - рс шение уравнения (1). В конечном счете были получены выражения для относительного изменения сопротивления: Если проволока окружена полым цилиндром, выполненным из материала, теплопроводиость которого К, а на внешней поверхности этого цилиндра поддерживается нулевая температура, то плотность потерь тепла проволокой в точке х выражается в виде2 К1 Паггде а., и 61 - внутрснний и наружный радиусыцил 1 шдра соответственно.В этом случае распределение температуры вдоль проволоки определяется тем же уравнением (2), ио Введем следующие обозначения:2-К.12, Ц111 Ко 1 ПагСогласно выражению (3) для малых токов А= (5)Если мы хогим измерить степень чернотыповерхности изолирующего материала, то следует учесть, что плотность потерь тепла проволокой в точке х выражается:1+ И,1 п -агде 6 - тсплоотдача излучением с поверхно сти тела, деленная на коэффициент теилопроводности.Мощность теплового потока ое(Т - Т 4),где Т - абсолютная температура излучающе го тела; Т, - абсолютная температура окру жающего пространства; о - постоянная Стефана-Больцмана; в - относительная излучательная способность поверхности или степень черноты.В том случае, когда разность температур 65 Т - Т, невелика, мощность теплового потока(7) где (У) = У-(1 - /),(9) с достаточной точностью выражается в виде 4 иеТР(7 - 7 о), так что коэффициент теплоотдачн Й можно принять равным 4 оеТр.В результате2-,. И 1 К6 к,йПоскольку теперь нельзя считать а 1 столь большим, чтобы можно было пренебречь чле 1 Ь а 1ном пооядка , в рассматриваемом слуа 1чае А си 2/ О (1 1а-, - .:о к,н/й ) поэтому, вводя новые обозначения;Я =А К 1ч;Р1уОполучаем, что, находя графически нли численно У из уравненияА = У), (8) мы находим величину Н из определения Н Нк,з 8- -. ТоОсновными стадиями процесса измерения теплофнзическнх констант, таким образом, явля ются следующие.Одновременное измерение сопротивления отрезка провода, аксиально симметрично покрытого испытуемым материалом, и силы тока, протекающего по проводу ц нагревающего его.Расчет изменения относительного сопротивления проводника по отношению к относительному сопротивлению его прн нулевой температуре.Определение скорости изменения относительного сопротивления проводника по отношению к квадрату силы тока,Определение коэффициента теплопроводности испытуемого материала по формулам (4). (5), а степени черноты по формулам (6) - (9).Предлагаемый способ осуществляется с помощью установки, принципиальная схема ксторой изображена на чертеже,Она имеет трубу, в которую помещают испытываемый образец провода. Через трубу пропускают поток хладагента, например масла, что обеспечивает постоянство температуры 5 И 15 20 25 30 35 40 45 50 55 на поверхности провода и концах проводника,3,ля определения коэффициента теплопроводности изоляции проводов и кабелей берут провода 1 длиной 2 л и закрепляют в трубе 2,Образец через выводы 3 присоединяют к зажимам 4 моста 5 для измерения сопротивления.Затем в трубу подают хладагент, включают генератор б постоянного тока и в результате регулирования тока обмотки 7 возбуждения устанавливается мицимальной ток 7 проходящий через образец. Величину тока 7, выбирают такой, чтобы было заметно отклонение нуль-индикатора. При этом токе измеряют сопротивление Р, образцов провода,После этого измеряют сопротивление Р образцов провода при токах У. Максимальную величину тока 7 определяют условием сохранения пропорциональности величин Лт и Лт.Затем вычисляют коэффициент теплопроводности покрытий.Трубу 2 при определении степени черноты заключают в рубашку, по которой пропускают хладагент, причем поток его омывает контакты в местах закрепления образца. При этом в трубе 2 создается вакуум. Предмет изобретения1. Способ определения теплофизическнх констант материалов, в частности электроизоляционных покрытий кабельных изделий, расположенных аксиально симметрично вокруг токопроводящего элемента, заключающийся в измерении сопротивления токопроводящего элемента при пропускании по нему электрического тока и поддержании постоянной температуры на его концах, от.шчающийся тем, что, с целью упрощения определения тепло- физических констант, сопротивление измеряют при различных значениях силы тока и по величине его относительного изменения, отнесенного к квадрату силы тока, определяют теплофизические константы.2. Способ по и. 1, отличающиися тем, что для определения коэффициента теплопроводности материалов измерение сопротивления токопроводящего элемента при различны.; значениях силы тока производят при поддержании постоянной температуры на внешней поверхности образца.3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для определения степени черноты поверхности материала измерение сопротивления токопроводящего элемента при различных значениях силы тока производят, помещая образец в вакуумную камеру, температуру внутренних стенок которой поддерживают постоянной.235823 дааа Составитель Ю, Цибульииков сдактор Э. Руб Тскрс,т Т. П, Курилко Корректор С, М. Сигал Полппспн. )ов СССР Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 805,5 Тираж 480 111.1 ИИПИ Когиптста по делам изобретений и открытий пр Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Смотреть

Заявка

1187748

В. А. Маковский, А. Л. Гольдберг, А. Г. Наголова, В. М. Карасев, В. П. Иноземцев

МПК / Метки

МПК: G01K 17/16, H01B 19/00

Метки: константматериалов, теплофизических

Опубликовано: 01.01.1969

Код ссылки

<a href="https://patents.su/4-235823-sposob-opredeleniya-teplofizicheskikh-konstantmaterialov.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ определения теплофизических константматериалов</a>

Похожие патенты