Przedmiotem wynalazku jest sposób pomiaru wlasnosci cieplnych cial, w szczególnosci wspólczynnika przewodnictwa cieplnego, na próbkach cial stalych.Znane sa dwie grupy sposobów pomiaru wlasnosci cieplnych cial — sposób stacjonarnego przeplywu ciepla w badanym materiale i sposób niestacjonarnego przeplywu ciepla.Grupa sposobów pomiaru przy niestacjonarnym przeplywie ciepla charakteryzuje sie stosunkowo niewielka dokladnoscia, wobec czego stosuje sie je glównie przy pomiarach technicznych.Grupa sposobów pomiaru wlasnosci cieplnych cial przy stacjonarnym przeplywie ciepla daje wyniki o wysokiej dokladnosci i z tego wzgledu jest powszechnie stosowana przy precyzyjnych badaniach transportu ciepla w cialach stalych. Polega ona na sporzadzeniu próbki badanego materialu o ksztalcie preta. Jeden koniec próbki jest zwarty z blokiem zimna, na drugim jest umieszczony grzejnik elektryczny zasilany ze zródla pradu poprzez opornik regulacyjny. Wzdluz próbki umieszcza sie szereg termometrów umozliwiajacych pomiar rozkladu temperatur w próbce w czasie.Na poczatku badania próbka ma temperature w kazdym punkcie taka sama i niezmienna w czasie. Za pomoca opornika wybiera sie zadana wartosc pradu plynacego przez grzejnik. Cieplo wydzielone w grzejniku podgrzewa próbke i plynac wzdluz niej jest odprowadzone do bloku zimna. Poczatkowo, po wlaczeniu przeplywu pradu, temperatury na dlugosci próbki zmieniaja sie w czasie. Jest to stan niestacjonarnego przeplywu ciepla. Po uplywie pewnego czasu na próbce ustala sie rozklad temperatur, który juz sie nie zmienia.Jest to stan stacjonarnego przeplywu ciepla. W tym wlasnie stanie dokonuje sie pomiaru poszczególnych temperatur ustalonych na dlugosci próbki, oraz pradu plynacego przez grzejnik, a z wymienionych wielkosci okresla sie wartosc wspólczynnika przewodnictwa cieplnego kx. Nastepnie za pomoca opornika wybiera sie inna wartosc pradu, np. wyzsza od poprzedniej. Czeka sie, az ponownie ustali sie stacjonarny przeplyw ciepla w próbce i dokonuje pomiaru tych samych wielkosci, z których wylicza sie wartosc wspólczynnika przewodnictwa cieplnego k2. Zwiekszajac kolejno prad plynacy przez grzejnik, otrzymuje sie zbiór wartosci wspólczynnika przewodnictwa cieplnego dla róznych temperatur próbki, to znaczy zaleznosc k = k (T).2 95 433 Calkowity czas pomiaru zaleznosci k = k (T) jest limitowany czasem ustalenia sie stacjonarnego przeplywu ciepla w próbce dla kazdej kolejnej wartosci temperatury, zaleznej od pradu plynacego przez grzejnik. Z kolei czas ustalania sie stacjonarnego przeplywu ciepla jest zalezny od wlasnosci cieplnych badanego materialu.W przypadku materialów a skrajnie malej wartosci wspólczynnika przewodnictwa cieplnego, takich jak korek, styropian, superizolacje, czas oczekiwania na ustalenie sie w próbce stanu stacjonarnego moze stanowic powyzej 90% calkowitego czasu badania. Jest to istotna wada znanych sposobów.Wynalazek ma na celu opracowanie sposobu, pozwalajacego na wydatne skrócenie czasu ustalania sie stanu stacjonarnego w badanych materialach, a tym samym skrócenie calkowitego czasu trwania badan, przy zachowaniu wysokiej dokladnosci otrzymywanych wyników.Wedlug wynalazku cel ten osiaga sie przez zastapienie stalej w czasie gestosci strumienia ciepla, wydzielanej w próbce lub na jednym z konców próbki, przez gestosc zmieniajaca sie w funkcji niestacjonarnosci procesu, w taki sposób, aby przyspieszyc ustalenie sie warunków stacjonarnych. Aby zapewnic odpowiednia zmiennosc w czasie gestosci strumienia ciepla, na zasilaniu grzejnika umieszcza sie regulator temperatury, korzystnie regulator typu proporcjonalnego. Za jego pomoca na tym koncu próbki, na którym nawiniety jest grzejnik, utrzymuje sie temperature stala w czasie. Wartosc tej temperatury dobiera sie w zaleznosci od przedzialu temperatur, w którym prowadzi sie badanie. W opisanym sposobie miernikiem osiagniecia stanu stacjonarnego jest stalosc w czasie rozkladu temperatur w próbce oraz stalosc strumienia ciepla wydzielanego w grzejniku.Wedlug innej korzystnej wersji sposobu wedlug wynalazku na dlugosci próbki umieszcza sie dwa grzejniki, a miedzy nimi rozmieszcza sie wzdluz próbki szereg termometrów. Oba wspomniane grzejniki zasila sie za pomoca regulatorów temperatury. Dzieki temu dwa konce próbki utrzymuje sie w stalych zadanych temperaturach, wymagajacych w trakcie badania zmian strumieni ciepla wydzielonych w obu grzejnikach.Umozliwia to badanie temperaturowej zaleznosci przewodnictwa cieplnego próbek niejednorodnych substancjalnie i termodynamicznie.Sposób wedlug wynalazku pozwala na osiagniecie stacjonarnego przeplywu ciepla w próbce kilkakrotnie szybciej, niz w przypadku wydzielania w grzejniku stalego w czasie strumienia ciepla.Wynalazek jest dokladniej opisany na przykladach wykonania w zwiazku z rysunkiem, na którym fig. 1 przedstawia, schematycznie zespól pomiarowy z jednym grzejnikiem, a fig. 2 — zespól pomiarowy z dwoma grzejnikami.Przyklad I. Do bloku zimna B zwiera sie cieplnie jednym koncem próbke P badanego materialu o ksztalcie preta. Na drugim koncu próbki umieszcza sie elektryczny grzejnik G zasilany za posrednictwem regulatora PR polaczonego z termometrycznym czujnikiem Tg. Dalej na dlugosci próbki rozmieszcza sie szereg termometrów Txj.Wartosc temperatury Tg dobiera sie w zaleznosci od potrzeb badania. Gestosc strumienia ciepla wydzielanego przez grzejnik G zmienia sie w czasie w funkcji niestacjonarnosci procesu az do chwili osiagniecia stanu stacjonarnego przeplywu ciepla w próbce.Przyklad II. Próbke P, zwarta cieplnie na jednym koncu z blokiem zimna B, zaopatruje sie w dwa elektryczne grzejniki G1 i G2 zasilane za posrednictwem regulatorów PID. Wzdluz próbki miedzy grzejnikami G1 i G2 rozmieszcza sie szereg termometrów Txj.Za pomoca regulatorów PID dwa konce próbki P w miejscach nawiniecia grzejników utrzymuje sie w wymaganych warunkami badania stalych temperaturach Tgi i Tg2- Strumienie ciepla wydzielane w grzejnikach G1 i G2 zmieniaja sie w czasie, lecz do stanu stacjonarnego przeplywu ciepla w próbce dochodzi sie kilkakrotnie szybciej, niz w przypadku wydzielania przez grzejniki strumienia ciepla stalego w czasie. PL