CS201635B1 - Facility for measuring the temperature conductivity of isolations in the sphere of low temperatures - Google Patents

Facility for measuring the temperature conductivity of isolations in the sphere of low temperatures Download PDF

Info

Publication number
CS201635B1
CS201635B1 CS711077A CS711077A CS201635B1 CS 201635 B1 CS201635 B1 CS 201635B1 CS 711077 A CS711077 A CS 711077A CS 711077 A CS711077 A CS 711077A CS 201635 B1 CS201635 B1 CS 201635B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
vessel
liquid
insulation
filled
thermostatic
Prior art date
Application number
CS711077A
Other languages
Czech (cs)
Slovak (sk)
Inventor
Ludomil Pastor
Original Assignee
Ludomil Pastor
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ludomil Pastor filed Critical Ludomil Pastor
Priority to CS711077A priority Critical patent/CS201635B1/en
Publication of CS201635B1 publication Critical patent/CS201635B1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Description

Vynález sa týká zariadenia na meranie tepelnej vodivosti v oblasti nízkých teplot. V súčasnosti sú známe zariadenia na meranie tepelnej vodivosti, pracuj úce stacionámymi alebo nestacionárnymi spósobmi. V oblasti nízkých teplot, keď sa pri meraní tepelnej vodivosti izolácií pracuje prevažne s vysokými hodnotami izolačného vákua, sa v dosledku dlhých dob, potřebných na získanie nízkých teplot a vysokého vákua, strácajú výhody nestacionárneho sposobu merania, přej avuj úce sa v kratšej době konania experimentu. Preto sa v tejto oblasti obvykle používajú stacionárně metody, využívajúce k meraniu gulbvý, válcový alebo doškový kalorimeter.The invention relates to an apparatus for measuring thermal conductivity in the low temperature region. At present, devices are known for measuring thermal conductivity, operating in stationary or non-stationary ways. In the low temperature area, when the thermal conductivity of insulation is largely based on high insulation vacuum values, the benefits of the non-stationary measurement method are lost as a result of the long times required to obtain low temperatures and high vacuum, taking advantage of shorter experiment times . Therefore, stationary methods using a gauge, cylindrical or thatched calorimeter are commonly used in this field.

Pri známých konštrukčných usporiadaniach takýchto zariadení na meranie tepelnej vodivosti izolácií v oblasti nízkých teplot sa dosahuje tepelný spád medzi jej hraničnými stěnami na jednej straně tepelným kontaktem so stěnou nádoby naplněnou kvapalným plynom (obvykle kvapalné hélium aleb© kvapalný dusík) a na druhej straně so stěnou pri okolitej, alebo vyššej teplote. Vyššia teplota tejto steny sa dosahuje tepelným kontaktem s kvapalimou zabezpečuj úcou tok energie na túto stenu, pričom jej teplota sa dá udržovat a regulovat na požadovanej hodnotě. Tým sa dá regulovat a udržiavať teplota „teplej“ strany izolácie. Nevýhodou takýchto zariadení je, že ich usporiadanie neumožňuje dosahovat na „teplej“ straně izolácie teploty pod bodom tuhnutia tejto kvapaliny, zabezpečujúcej tok energie (obvykle sa používajú oleje, alebo destilovaná voda) a tak rozšířit merania o tie, ktoré sú konané pri volených spádoch teploty v oblasti nízkých teplot. Vynálezom sa táto nevýhoda odstraňuje.In the known designs of such devices for measuring the thermal conductivity of insulations in the low temperature region, a thermal gradient is achieved between its boundary walls on one side by thermal contact with a container wall filled with liquid gas (usually liquid helium or liquid nitrogen) and ambient or higher temperature. The higher temperature of this wall is achieved by thermal contact with the liquid providing the energy flow to the wall, the temperature of which can be maintained and controlled at the desired value. In this way the temperature of the "warm" side of the insulation can be controlled and maintained. The disadvantage of such devices is that their arrangement does not allow to reach the "warm" side of the insulation below the freezing point of the energy flowing liquid (usually oils or distilled water) and thus to extend the measurements to those that take place at selected temperature gradients. in the low temperature range. The present invention removes this disadvantage.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že zariadenie na meranie tepelnej vodivosti izolácií obsahuje termostatová došku, tepelne spojená s vnútornou tieniacou nádobou, alebo s vonkajšou tieniacou nádobou naplněnými kvapalným chladivom, pričom na termostatovanej doske je rovnoměrně rozmiestnená ohrievacia spirála.SUMMARY OF THE INVENTION The device for measuring the thermal conductivity of insulations comprises a thermostat that is thermally connected to an internal shielding vessel or an external shielding vessel filled with liquid coolant, the heating coil being equally distributed on the thermostatic plate.

Zariadenie na meranie tepelnej vodivosti izolácií v oblasti nízkých teplot má výhodu v tom, že vnútorná tieniaca nádoba je plněná rovnakým kvapalným chladivom ako vnútorná nádoba (například kvapalným dusíkom, alebo kvapalným héliom). Vonkajšiu tieniacu nádobu zariadenia je možné plnit aj chladivom o vyššom bode varu, než má chladivo použité vo vnútornéj nádobě. Tak například je možné vonkajšiu tieniacu nádobu plnit kvapalným dusíkom (teplota varu 77 K) a vnútorná nádobu kvapalným héliom (teplota varu 4,2 K).A device for measuring the thermal conductivity of low temperature insulations has the advantage that the inner shielding vessel is filled with the same liquid coolant as the inner vessel (for example, liquid nitrogen or liquid helium). The external shielding vessel of the device can also be filled with a coolant having a higher boiling point than the refrigerant used in the inner vessel. For example, the external shield can be filled with liquid nitrogen (boiling point 77 K) and the inner shield with liquid helium (boiling point 4.2 K).

Vynález je podrobnejšie vysvětlený a ob201635 jasněný na příklade vyhotovenia doškového kalorimetra podl’a obrázku 1. Doškový kalorimeter pozostáva z valcovitej nádoby s vákuovo těsným plášťom 1, do ktorej je vložená vonkajšia tieniaca nádoba 2, znižujúca tok tepelinej energie od strát do vnútornej tieniacej nádoby 3, bezprostředné obklopuj úcej ďalšiu vnútomú nádobu 4 priem eru D. Válcovitá nádoba s vákuovo těsným plášťom 1 je obvykle plněná kvapalným dusíkom, nádoby 2 a 3 kvapalným héliom. Izolácia 10, ktorej tepelná vodivost sa určuje z množstva ekvivalentnébo objemu vypařeného chladivá (napr. pár hélia) z vnútornej nádoby 4 a z rozdielu teplot jej protiíahlých střen, pri ich známej vzdialenosti Z a známom počte vrstiev izolácie, kladie sa priamo na termostatovanú došku 8. Bočné tepelné straty sa znižujú přídavnou izoláciou 9, ako aj uchytením 5 termostatovanej došky 8, súčasne slúžiacim ako radiačný štít. Priemer meranej izolácie D siaha za medzeru medzi nádobami 3 a 4 tak, že D’>D. Jej výpočtový rozměr sa však zhoduje s priemerom D vnútornej nádoby 4, čím je splněný předpoklad homogenity teplotového pol’a v izolácii 10. Tok tepelnej energie ide z nádoby 2 cez uchytenie 5 a tepelné kotvenie 6 do termostatovanej došky 8 zhotovenej z materiálu s vysokou tepelnou vodivosťou. V ustálenom stave sa takto dosiahne na protilehlých stěnách meraná izolácia 10, teplotový spád z teploty zodpovedajúcej (alebo velmi blízkej) bodu varu použitého chladivá (napr. kvapalný dusík) v tieniacej nádobě 2 na tep-The invention is explained in more detail and ob201635 is exemplified by the embodiment of the thatched calorimeter of Figure 1. The thatched calorimeter consists of a cylindrical vessel with a vacuum sealed housing 1 into which an external shielding vessel 2 is inserted, reducing heat flow from losses to the internal shielding vessel 3. The cylindrical container with the vacuum-tight jacket 1 is usually filled with liquid nitrogen, the containers 2 and 3 with liquid helium. The insulation 10, whose thermal conductivity is determined from an amount equivalent to the volume of the vaporized refrigerant (e.g. helium vapor) from the inner vessel 4 and the difference in temperature of its opposed walls, at their known distance Z and a known number of insulation layers, is laid directly on the thermostatic thatch. The lateral heat losses are reduced by additional insulation 9 as well as by the attachment 5 of the thermostatic thatch 8, which simultaneously serves as a radiation shield. The diameter of the insulation measured D extends beyond the gap between containers 3 and 4 so that D>> D. However, its computational dimension coincides with the diameter D of the inner vessel 4, thereby fulfilling the assumption of homogeneity of the temperature field in the insulation 10. The thermal energy flow goes from the vessel 2 through the attachment 5 and the thermal anchoring 6 to the thermostatic thatch 8 made of a high thermal material conductivity. In the steady state, the insulation 10 to be measured on the opposite walls is thus obtained, a temperature gradient from a temperature corresponding to (or very close to) the boiling point of the coolant used (e.g. liquid nitrogen) in the shielding vessel 2.

Claims (3)

1. Zariadenie na merainie tepelnej vodivosti izolácii v oblasti nízkých teplot obsahu júce kalorimeter s vakuovým plášťom, tieniacimi nádobami a vnútornou nádobou pre kvapalné chladivá, vyznaoujúce sa tým, že termostatovaná doska (8) je tepelne spojená s vnútornou tieniacou nádobou (3), alebo s vonkajšou tieniacou nádobou (2) naplněnými kvapalným ehladivom, pričom na termostatovanej doske (8) je rovnoměrně rozmiestnená ohrievacia spirála (7).An apparatus for measuring thermal conductivity of low temperature insulation comprising a calorimeter with a vacuum jacket, a shielding vessel and an inner vessel for liquid coolants, characterized in that the thermostatic plate (8) is thermally connected to the inner shielding vessel (3), or with an external shielding vessel (2) filled with liquid glue, the heating coil (7) being evenly distributed on the thermostat plate (8). 2. Zariadenie podlá bodu 1, vyznaoujúce sa lotu zodpovedajúcu bodu varu (alebo velmi blízku) použitého chladivá vo vnútornej nádobě 4, napr. kvapalného hélia. Zváčšenie teplotóvého spádu sa dosiahne vyhrievaním termostatovanej došky 8 ohrievacou spirálou 7, rovnoměrně rozmiestnenou na nej. Pri vhodnej vol’be tepelného kotvenia 6 sa takto dá dosiahnuť velký teplotový spád medzi protiíahlými stěnami izolácie 10. Jednotlivé nádoby 2, 3 a 4 na kvapalné chladivá sa plnia cez potrubia 11,12 a 13.2. A device according to item 1, characterized by a lot corresponding to the boiling point (or very near) of the refrigerant used in the inner vessel 4, e.g. liquid helium. The temperature gradient is increased by heating the thermostatic thatch 8 with a heating coil 7 distributed uniformly thereon. With a suitable choice of thermal anchoring 6, a large temperature gradient between the opposing walls of the insulation 10 can thus be achieved. Menší teplotový spád sa dosiahne pri tepelnom kotvení termostatovanej došky 8 priamo na vnútornú tieniacu nádobu 3 podlá obrázku 2. Takáto konštrukcia umožňuje meranie tepelnej vodivosti izolácie zmeraním objemu vypařeného množstva pár kvapalného chladivá z vnútornej nádoby 4, na ktorého základe sa určí přítok tepelnej energie plochou meranej izolácie určenou jej výpočtovým priemerom zhodným s priemerom D vnútornej nádoby 4, pri známom počte izolačných vrstiev meranej izolácie, pripadajúcich na vzdialenost Z vymedzenú povrchem termostatovanej došky 8 a dnom vnútornej nádoby 4 a známom rozdieli teplot protiíahlých stien izolácie 10. Ták je možné merať tepelnú vodivost izolácii od velmi malých tepelných rozdielov cez izoláciu 10, pretože vnútorná nádoba 4 a vnútorná tieniaca nádoba 3. sú plněné rovnakým ehladivom (například kvapalným héliom), až. po velké tepelné rozdiely, pri využití plného olhrievacieho výkonu ohrievacej spirály v termostatovanej doske 8.A smaller temperature gradient is obtained by thermally anchoring the thermostatic thatch 8 directly to the inner shielding vessel 3 according to Figure 2. Such a design allows the measurement of the thermal conductivity of the insulation by measuring the vapor quantity of liquid refrigerant vapor from the inner vessel 4. insulation determined by its computational diameter equal to the diameter D of the inner vessel 4, with a known number of insulating layers of the insulation to be measured per distance Z delimited by the surface of the thermostatic thatch 8 and the bottom of the inner vessel 4 and known temperature difference of the opposing walls of insulation 10. insulation from very small thermal differences through insulation 10, because the inner vessel 4 and the inner shielding vessel 3 are filled with the same glue (e.g. liquid helium), up to. to large temperature differences, using the full heating capacity of the heating coil in the thermostatic plate 8. tým, že vnútorná tieniaca nádoba (3) je plněná rovnakým kvapalným ehladivom ako vnútorná nádoba (4), například kvapalným dusíkom, alebo kvapalným héliom.in that the inner shielding vessel (3) is filled with the same liquid glue as the inner vessel (4), for example with liquid nitrogen or liquid helium. 3. Zariadenie podlá bodu 1, vyznačujúce sa tým, že vonkajšia tieniaca nádoba (2) je plněná kvapalným ehladivom o vyššom bode varu, než má chladivo použité vo vnútornej nádobě (4), například vonkajšia tieniaca nádoba (2) je naplněná kvapalným dusíkom, vnútorná nádoba (4) je naplněná kvapalným héliom.3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the outer shielding vessel (2) is filled with liquid boiling liquid of a higher boiling point than the refrigerant used in the inner vessel (4), for example the outer shielding vessel (2) is filled with liquid nitrogen. the inner vessel (4) is filled with liquid helium.
CS711077A 1977-11-01 1977-11-01 Facility for measuring the temperature conductivity of isolations in the sphere of low temperatures CS201635B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS711077A CS201635B1 (en) 1977-11-01 1977-11-01 Facility for measuring the temperature conductivity of isolations in the sphere of low temperatures

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS711077A CS201635B1 (en) 1977-11-01 1977-11-01 Facility for measuring the temperature conductivity of isolations in the sphere of low temperatures

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS201635B1 true CS201635B1 (en) 1980-11-28

Family

ID=5419622

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS711077A CS201635B1 (en) 1977-11-01 1977-11-01 Facility for measuring the temperature conductivity of isolations in the sphere of low temperatures

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS201635B1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ahlers Heat capacity near the superfluid transition in He 4 at saturated vapor pressure
Greywall Specific heat and phonon dispersion of liquid He 4
Sandenaw et al. The electrical resistivity and thermal conducitvity of plutonium metal
US3266307A (en) Adiabatic calorimeter
Ziebland et al. The thermal conductivity of liquid and gaseous oxygen
Inaba An adiabatic calorimeter for use at intermediate and higher temperatures the heat capacity of synthetic sapphire (α-Al2O3) from 70 to 700 K
CS201635B1 (en) Facility for measuring the temperature conductivity of isolations in the sphere of low temperatures
JP2011501175A (en) Two-phase transient nuclear calorimeter outside the reactor
Sparasci et al. An adiabatic calorimeter for the realization of the ITS-90 in the cryogenic range at the LNE-CNAM
SU916650A1 (en) Apparatus for simulating soil freezing properties
Achener The determination of the latent heat of vaporization, vapor pressure, enthalpy, specific heat, and density of liquid rubidium and cesium up to 1800 F
Kawamura et al. Realization of the triple point of Hg and observation of a large supercooling using small glass cell
Walters Single-tube heat transfer tests with liquid hydrogen
Holdredge et al. Boiling heat transfer from cylinders in a saturated liquid helium II bath
CN1076025A (en) Thermocouple verification furnace
McCullough et al. Calorimetry of non-reacting systems: Prepared under the sponsorship of the international union of pure and applied chemistry commission on thermodynamics and the thermochemistry
Seki Film Flow of Liquid Helium at Low-Pressure Heads
Fuschillo A Low Temperature Scale from 4° K. to 300° K. in Terms of a Gold-Cobalt versus Copper Thermocouple.
Mayer et al. An adiabatic low temperature calorimeter for specific heat measurements of solids and liquids in temperature range 77K-400K
US2680224A (en) Standard sources of electromotive force
GB2259981A (en) A cryogenic electrical substitution radiometer
Mazzone et al. Measurements of Multi-Layer Insulation at high boundary temperature, using a simple non-calorimetric method
Edlow et al. Reproducibilities of Carbon and Germanium Thermometers at 4.2° K
Ahmed et al. Development of an adiabatic calorimeter in the range 54K-273K in frame of a scientific collaboration LNE-NIS
Liebenberg et al. Chilldown and storage losses of large liquid hydrogen storage dewars