RU156904U1 - Стенд для качественной оценки теплоизоляционных свойств материалов - Google Patents
Стенд для качественной оценки теплоизоляционных свойств материалов Download PDFInfo
- Publication number
- RU156904U1 RU156904U1 RU2014138716/28U RU2014138716U RU156904U1 RU 156904 U1 RU156904 U1 RU 156904U1 RU 2014138716/28 U RU2014138716/28 U RU 2014138716/28U RU 2014138716 U RU2014138716 U RU 2014138716U RU 156904 U1 RU156904 U1 RU 156904U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- insulating properties
- stand
- heat
- qualitative assessment
- temperature
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
1. Стенд для качественной оценки теплоизоляционных свойств материалов включает теплоизолированную камеру нагрева с защитной высокотемпературной изоляцией, высокотемпературные нагреватели, систему управления нагревом и температурные датчики в исследуемом образце, отличающийся тем, что один термоэлектрический датчик вмонтирован в алюминиевую пластину, соответствующую по размерам исследуемому образцу и расположенную в наиболее удаленной от нагревателей стороне образца, а остальные термоэлектрические датчики размещены в объеме исследуемого образца.2. Стенд для качественной оценки теплоизоляционных свойств материалов по п. 1, отличающийся тем, что толщина алюминиевой пластины составляет 2-2,5 мм.3. Стенд для качественной оценки теплоизоляционных свойств материалов по п. 1, отличающийся тем, что количество термодатчиков, размещенных в объеме исследуемого образца равно количеству промежутков между слоями исследуемого образца.4. Стенд для качественной оценки теплоизоляционных свойств материалов по п. 1, отличающийся тем, что высокотемпературные нагреватели изготовлены из карбида кремния.5. Стенд для качественной оценки теплоизоляционных свойств материалов по п. 1, отличающийся тем, что защитная высокотемпературная изоляция имеет толщину в 1,9-2 раза больше максимальной толщины исследуемого образца.6. Стенд для качественной оценки теплоизоляционных свойств материалов по п. 1, отличающийся тем, что в качестве материала изоляции нагревательной камеры применяют высокотемпературный волокнистый материал на основе оксида алюминия.7. Стенд для качественной оценки теплоизоляционных свойств материалов по п. 1, отли
Description
Полезная модель относится к области технической физики (исследовательским приборам) и предназначена для измерения перепада температур в высокотемпературных высокопористых волокнистых материалах с целью качественной оценки их теплоизоляционных свойств и теплопроводности и может быть использована в машиностроении, авиационной и космической отраслях.
Известны установки для тепловых испытаний - это измеритель теплопроводности ИТЭМ-I, который предназначен для экспресс-измерений теплопроводности металлов, сплавов, полупроводников и теплоизоляторов. Диапазон измерения теплопроводности 0,2-80 Вт/(м·К). (ТУ 25-11-1600-81).
Известен измеритель теплопроводности ИТ-20. Прибор предназначен для определения теплопроводности твердых изотропных материалов в стационарном тепловом режиме. Он рекомендуется для применения в промышленности при проведении теплофизических исследований в лабораторных и заводских условиях. Диапазон измерения теплопроводности 0,2-1,5 Вт/(м·К) (патент РФ №2289126, опубл. 10.12.2006 г.).
Известен прибор ИТС-2 для комплексного измерения теплофизических свойств. Он предназначен для комплексного измерения теплопроводности, температуропроводности и удельной теплоемкости твердых материалов (плотностью не менее 800 кг/м3), подлежащих механической обработке. Диапазон измерения теплопроводности 0,5-5,0 Вт/(м·К) (патент РФ №2356038, опубл. 20.05.2009 г.).
Недостатком всей этой группы устройств является то, что они предназначены для работы с материалами, обладающими достаточно высокой плотностью и теплопроводностью и которые нельзя отнести к теплоизоляционным.
Также известно устройство для исследования теплопроводности теплоизоляционных материалов до температуры 1350°C. Недостатком данного устройства является невозможность испытать материалы, и оценить их поведение и возможность эксплуатации при более высоких температурах. Также прибор не позволяет определить теплофизические свойства достаточно толстых образцов (при отношении размеров 2:1) и исследовать распределение температуры внутри образца материала (патент РФ №2289126, опубл. 10.12.2006 г.).
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному техническому решению является устройство для определения теплопроводности демпфируемых материалов. Однако данное устройство, описанное в патенте, не позволяет исследовать материалы при высоких температурах и оценить относительное качественное воздействие высоких температур на теплоизоляционные свойства материалов. Под качественной оценкой следует понимать сравнение показателей падения температуры при исследовании образцов разрабатываемых и существующих материалов и оценку работоспособности материалов в широких интервалах высоких температур (до 1600°C). Кроме того, устройство направлено на определение теплопроводности на поверхности образца и не позволяет оценить распределение температур по глубине материала (патент РФ на полезную модель №141298, опубл. 27.05.2014 г.).
Технической задачей предлагаемой полезной модели является повышение диапазона и достоверности измерения температур при исследовании теплоизоляционных свойств высокопористых материалов с качественной оценкой теплопроводности. Предлагаемое устройство позволит повысить достоверность результатов измерений путем размещения нескольких термодатчиков в теле образца или между слоями образца слоистого материала, что позволяет исследовать градиент распределения температуры непосредственно в образце.
Технический результат достигается за счет того, что предлагаемое устройство (исследовательский стенд) состоит из хорошо изолированной камеры нагрева, изготовленной из высокотемпературного волокнистого материала на основе оксида алюминия, с карбидокремниевыми нагревателями, позволяющими кратковременно разогревать «горячую» сторону образца до 1600°C, выреза в теплоизоляции в форме квадрата со сторонами меньше на 5-10 мм размеров испытываемого образца, что обеспечивает полное прохождение теплового потока через исследуемый материал, системы управления нагревом и измерительной аппаратуры, наличием термоэлектрического датчика из платинородиевого сплава, который может быть размещен у «горячей» (направленной к нагревателям) стороны образца, термоэлектрического датчика из хромель-алюмеля, который вмонтирован (впаян или запрессован) в алюминиевую пластину длиной и шириной соответствующую размерам образца, толщиной 2-2,5 мм, находящуюся на «холодной» (удаленной от нагревателей) стороне образца, а также наличием нескольких, в отличие от прототипа, термоэлектрических датчиков, которые могут быть размещены в объеме образца. Все полученные данные могут быть зафиксированы приборами регистрации и сравнения показаний термоэлектрических датчиков, их записи и числовой обработки.
Наличие большого количества встроенных в исследуемый образец термоэлектрических датчиков, что обусловливает более точное определение градиента температуры по объему образца из-за возможности более точного измерения значений температур в объеме образца.
Вырез в виде квадрата со сторонами на 5-10 мм меньше расположенного на теплоизоляции исследуемого образца обеспечивает наиболее полное прилегание исследуемого образца для равномерного разогрева его «горячей» стороны.
Суть полезной модели поясняется чертежом, где представлено в разрезе изображение стенда для качественной оценки теплоизоляционных свойств высокопористых материалов с возможностью расчета коэффициента теплопроводности при температуре на «горячей» стороне образца до 1600°C.
Схема рабочей зоны испытательного стенда состоит из (фиг. 1): 1 - металлическая (алюминиевая) пластина; 2 - 4-х слойный образец испытываемого материала; 3 - термопара «холодной» стороны; 4, 5, 6 - термопары между слоями материала; 7 - термопара «горячей стороны»; 8 - нагреватели из карбида кремния; 9 - защитная маска (внутренняя теплоизоляция); 10 - теплоизоляция стенда; 11 - вырез под образцом.
Источником теплового потока являются высокотемпературные нагреватели из карбида кремния, расположенные в нижней части печи над подом и изолированы со всех сторон, кроме верхней части. Над нагревателями, установлена защитная маска, в которой сделан вырез в виде квадрата для образца размером 95-100 мм, все остальное пространство тщательно изолировано. На это окно сверху накладывается образец исследуемого теплоизоляционного материала (ТИМ), размеры которого превышают размеры окна, причем, для максимального приближения к условиям одностороннего нагрева, вся боковая поверхность ТИМ дополнительно изолируется. На верхнюю поверхность образца помещали алюминиевую пластину. Измерение и регулирование температуры производили с помощью термоэлектрических датчиков, один из которых расположен на горячей поверхности образца (у нагревателей), другой - на металлической пластине, на холодной стороне образца. В случае исследования слоистых материалов термодатчики размещены между слоями, для определения изменения температуры при нагреве или в условиях стационарного теплового потока. На стенде возможно проводить испытания до температуры 1600°C.
Образцы ТИМ квадратной формы с размером стороны 100±10 мм и толщиной 40±2 мм вырезали из волокнистых матов: либо из одного мата толщиной 40 мм, либо набирали послойно из матов толщиной 5, 10 или 15 мм.
Предлагаемый стенд обеспечивает качественную (относительно друг друга) оценку теплоизоляционных свойств высокопористых волокнистых материалов при температурах до 1600°C.
Claims (8)
1. Стенд для качественной оценки теплоизоляционных свойств материалов включает теплоизолированную камеру нагрева с защитной высокотемпературной изоляцией, высокотемпературные нагреватели, систему управления нагревом и температурные датчики в исследуемом образце, отличающийся тем, что один термоэлектрический датчик вмонтирован в алюминиевую пластину, соответствующую по размерам исследуемому образцу и расположенную в наиболее удаленной от нагревателей стороне образца, а остальные термоэлектрические датчики размещены в объеме исследуемого образца.
2. Стенд для качественной оценки теплоизоляционных свойств материалов по п. 1, отличающийся тем, что толщина алюминиевой пластины составляет 2-2,5 мм.
3. Стенд для качественной оценки теплоизоляционных свойств материалов по п. 1, отличающийся тем, что количество термодатчиков, размещенных в объеме исследуемого образца равно количеству промежутков между слоями исследуемого образца.
4. Стенд для качественной оценки теплоизоляционных свойств материалов по п. 1, отличающийся тем, что высокотемпературные нагреватели изготовлены из карбида кремния.
5. Стенд для качественной оценки теплоизоляционных свойств материалов по п. 1, отличающийся тем, что защитная высокотемпературная изоляция имеет толщину в 1,9-2 раза больше максимальной толщины исследуемого образца.
6. Стенд для качественной оценки теплоизоляционных свойств материалов по п. 1, отличающийся тем, что в качестве материала изоляции нагревательной камеры применяют высокотемпературный волокнистый материал на основе оксида алюминия.
7. Стенд для качественной оценки теплоизоляционных свойств материалов по п. 1, отличающийся тем, что в теплоизоляции над теплонагревателями находится вырез в форме квадрата со сторонами на 5-10 мм меньше расположенного на теплоизоляции исследуемого образца.
8. Стенд для качественной оценки теплоизоляционных свойств материалов по п. 1, отличающийся тем, что он содержит приборы регистрации, сравнения, записи и числовой обработки показаний термоэлектрических датчиков.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014138716/28U RU156904U1 (ru) | 2014-09-25 | 2014-09-25 | Стенд для качественной оценки теплоизоляционных свойств материалов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014138716/28U RU156904U1 (ru) | 2014-09-25 | 2014-09-25 | Стенд для качественной оценки теплоизоляционных свойств материалов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU156904U1 true RU156904U1 (ru) | 2015-11-20 |
Family
ID=54598606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014138716/28U RU156904U1 (ru) | 2014-09-25 | 2014-09-25 | Стенд для качественной оценки теплоизоляционных свойств материалов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU156904U1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2657332C1 (ru) * | 2017-07-28 | 2018-06-13 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Восточный федеральный университет имени М.К.Аммосова" | Способ определения приведенного термического сопротивления неоднородной ограждающей конструкции в климатической камере |
-
2014
- 2014-09-25 RU RU2014138716/28U patent/RU156904U1/ru active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2657332C1 (ru) * | 2017-07-28 | 2018-06-13 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Восточный федеральный университет имени М.К.Аммосова" | Способ определения приведенного термического сопротивления неоднородной ограждающей конструкции в климатической камере |
| EA035007B1 (ru) * | 2017-07-28 | 2020-04-16 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова" | Способ определения приведенного сопротивления теплопередаче неоднородной ограждающей конструкции в климатической камере |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2016101903A1 (zh) | 一种导热系数测定装置 | |
| RU2426106C1 (ru) | Способ определения коэффициента теплопроводности тонкостенных теплозащитных покрытий и устройство для его осуществления | |
| CN105352992A (zh) | 测定金属泡沫多孔介质导热热阻的方法 | |
| Alam et al. | Lee’s and Charlton’s method for investigation of thermal conductivity of insulating materials | |
| RU156904U1 (ru) | Стенд для качественной оценки теплоизоляционных свойств материалов | |
| RU2530441C1 (ru) | Способ неразрушающего контроля комплекса теплофизических характеристик твердых строительных материалов и установка для его осуществления | |
| RU2568983C1 (ru) | Способ определения коэффициента теплопроводности жидкой тепловой изоляции в лабораторных условиях | |
| CN109470772A (zh) | 一种基于超声的内部热源强度大小和位置的无损测量方法 | |
| Pavlík et al. | Experimental assessment of thermal conductivity of a brick block with internal cavities using a semi-scale experiment | |
| Kubicar et al. | Transient methods for the measurement of thermophysical properties: The pulse transient method | |
| RU148273U1 (ru) | Устройство для контроля теплопроводности пластин из алюмонитридной керамики | |
| Aristide et al. | , Assessment of the thermal conductivity of local building materials using Lee’s disc and hot strip devices | |
| Wu et al. | Thermal conductivity of cobalt-based catalyst for Fischer–Tropsch synthesis | |
| RU2594388C2 (ru) | Способ определения коэффициента теплопроводности жидких теплоизоляционных покрытий | |
| Grinchuk | Contact heat conductivity under conditions of high-temperature heat transfer in fibrous heat-insulating materials | |
| Sparrow et al. | Novel techniques for measurement of thermal conductivity of both highly and lowly conducting solid media | |
| RU124395U1 (ru) | Устройство для определения теплофизических качеств ограждающих конструкций зданий и сооружений в натурных условиях | |
| Zeb et al. | Thermophysical properties of dunite rocks as a function of temperature along with the prediction of effective thermal conductivity | |
| Cviklovič et al. | Using selected transient methods for measurements of thermophysical parameters of building materials | |
| Singh et al. | Instruments to Measure Thermal Conductivity of Engineering Materials-A Brief Review | |
| Hotra et al. | A device for thermal conductivity measurement based on the method of local heat influence | |
| RU145491U1 (ru) | Устройство для определения характеристик теплоизоляционных материалов | |
| RU2551663C2 (ru) | Способ определения теплопроводности твердого тела цилиндрической формы при стационарном тепловом режиме | |
| Al Ashraf | Thermal conductivity measurement by hot disk analyzer | |
| RU110190U1 (ru) | Устройство для определения теплопроводности теплопроводящего основания силового полупроводникового прибора |