RU2608334C1 - Способ определения теплопроводности материалов - Google Patents

Способ определения теплопроводности материалов Download PDF

Info

Publication number
RU2608334C1
RU2608334C1 RU2015147147A RU2015147147A RU2608334C1 RU 2608334 C1 RU2608334 C1 RU 2608334C1 RU 2015147147 A RU2015147147 A RU 2015147147A RU 2015147147 A RU2015147147 A RU 2015147147A RU 2608334 C1 RU2608334 C1 RU 2608334C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sample
length
reference sample
value
test sample
Prior art date
Application number
RU2015147147A
Other languages
English (en)
Inventor
Анна Сергеевна Степашкина
Авинир Геннадьевич Макаров
Павел Павлович Рымкевич
Александр Сергеевич Горшков
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна"
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна"
Priority to RU2015147147A priority Critical patent/RU2608334C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2608334C1 publication Critical patent/RU2608334C1/ru

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G01N25/18Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating thermal conductivity

Abstract

Изобретение относится к области теплофизических измерений и может быть использовано для определения теплопроводности материалов. Согласно заявленному способу исследуемый образец известной толщины через источник теплоты с заданной плотностью теплового потока приводят в тепловой контакт с эталонным образцом, термостатируют при заданной температуре исследуемый и эталонный образец и измеряют температуру. Воздействуют тепловым потоком с заданной плотностью на первый эталонный образец длиной L, значение которой составляет не более расстояния между нагревателями, и расположенные ему параллельно и соосно соединенные между собой другой эталонный образец длиной l, изготовленный из того же материала, что первый эталонный образец длиной L, и исследуемый образец, сумма длин которых составляет L. Причем между параллельно установленными образцами расположена термопара, соединяющаяся с контактом другой эталонный образец длиной l и исследуемый образец, и бегунок, расположенный на первом эталонном образце длиной L, который плавно передвигают до достижения равных температур на контакте и бегунке. Измеряют расстояния от концов первого эталонного образца длиной L до места нахождения бегунка l1 и l2. Затем вычисляют термосопротивление исследуемого образца , а по полученному значению термосопротивления находят значение теплопроводности исследуемого образца. По полученному значению коэффициента теплопроводности судят о теплопроводящих свойствах исследуемого материала. Технический результат - повышение точности определения теплопроводности как объемных, так и плоских материалов. 6 табл., 1 ил.

Description

Изобретение относится к области теплофизических измерений и может быть использовано для определения теплопроводности материалов, преимущественно теплоизоляционных, например полимерных нитей, пленок и блоков.
Известен способ комплексного определения теплофизических свойств материалов (RU 2018117 С1, класс G01N 25/18. 15.08.1994), заключающийся в том, что исследуемый плоский образец известной толщины приводят в тепловой контакт по плоскости с плоским эталонным образцом, предварительно снабженным внутренним источником теплоты, расположенным на известном расстоянии параллельно плоскости контакта. Затем термостатируют при заданной температуре внешние плоскости исследуемого и эталонного образца с теплоизолированными боковыми поверхностями и измеряют удельную мощность источника теплоты и температуру эталонного образца в заданном сечении. Измеряют температуру эталонного образца в плоскости подвода теплоты с переменным шагом во времени так, что значение момента времени измерения температуры на новом шаге определяют как произведение положительного постоянного коэффициента строго больше единицы на значение момента времени измерения температуры на предыдущем шаге. На каждом шаге контролируют величину динамического параметра, представляющего собой отношение температуры эталонного образца на шаге измерения, номер которого на постоянное целое число меньше номера последнего шага измерения, к температуре эталонного образца на последнем шаге измерения. Сравнивают величину динамического параметра с заданным максимальным значением из диапазона 0,55-0,84, заканчивают испытания при превышении заданным максимальным значением динамического параметра и определяют теплофизические свойства.
Недостаток данного способа заключается в измерении изменяющейся температуры в заданные моменты времени и определении отношения измерений в различные моменты времени. Определение теплопроводности с использованием измерений температуры в динамическом режиме характеризуется существенно большей погрешностью, чем при проведении измерений в стационарных условиях.
Известен способ определения теплопроводности материала (ГОСТ 7076-99), согласно которому два исследуемых образца известной толщины с теплоизолированными боковыми поверхностями приводят в тепловой контакт по общей плоскости через источник теплоты заданной удельной мощности, термостатируют при заданной температуре их внешние плоскости, измеряют температуру в плоскости контакта и определяют теплопроводность исследуемых образцов.
К причинами, препятствующим достижению технического результата при использовании известного решения, относится то, что оно не дает возможности определить теплопроводность каждого из исследуемых образцов, а позволяет судить лишь о среднем значении теплопроводности обоих образцов.
Известен способ определения теплопроводности материалов (RU 2478940 С1, класс G01N 25/18. 26.08.2011), согласно которому плоский образец известной толщины через источник теплоты с заданной плотностью теплового потока приводят в тепловой контакт по плоскости с плоским эталонным образцом. Термостатируют при заданной температуре внешние плоскости исследуемого и эталонного образца с теплоизолированными боковыми поверхностями и измеряют температуру в плоскости контакта. При этом эталонный образец формируют из двух идентичных пакетов, содержащих уложенные одна на другую параллельно плоскости теплового контакта плоские пластины, толщины которых определяется допускаемым для исследуемого образца давлением. Причем один из пакетов предварительно устанавливают вместо исследуемого образца, определяют среднее тепловое сопротивление обоих пакетов и используют его двойное значение при определении теплопроводности исследуемого образца.
Данный способ пригоден для точных измерений теплопроводности объемных материалов и неприемлем из-за больших тепловых потерь для плоских образцов.
Техническим результатом изобретения является повышение точности определения теплопроводности как объемных, так и плоских материалов за счет определения длины эталонного образца с термосопротивлением, равным термосопротивлению исследуемого образца, путем установления равенства температур эталонного и исследуемого образцов.
Поставленная задача достигается тем, что исследуемый образец известной толщины через источник теплоты с заданной плотностью теплового потока приводят в тепловой контакт с эталонным образцом, термостатируют при заданной температуре исследуемый и эталонный образец и измеряют температуру, при воздействии тепловым потоком с заданной плотностью на первый эталонный образец длиной L, значение которой не более расстояния между нагревателями, и расположенные ему параллельно и соосно соединенные между собой другой эталонный образец длиной 1, изготовленный из того же материала, что первый эталонный образец длиной L, и исследуемый образец, сумма длин которых составляет L, причем между параллельно установленными образцами расположена термопара, соединяющаяся с контактом между другим эталонным образцом длиной 1 и исследуемым образцом, и бегунком, расположенным на первом эталонном образце длиной L, который плавно передвигают до достижения равных температур на контакте и бегунке, измеряют расстояния от концов первого эталонного образца длиной L до места нахождения бегунка l1 и l2, затем вычисляют термосопротивление исследуемого образца по формуле:
Figure 00000001
где l1 и l2 - расстояния от концов первого эталонного образца длиной L до места нахождения бегунка, м; RЭ2 - термосопротивление другого эталонного образца длиной 1,
Figure 00000002
RX - термосопротивление исследуемого образца,
Figure 00000003
а по полученному значению термосопротивления находят значение теплопроводности исследуемого образца по формуле:
Figure 00000004
где lX - длина исследуемого, м; S - площадь поперечного сечения исследуемого образца, м2; RX - термосопротивление исследуемого образца,
Figure 00000005
по полученному значению коэффициента теплопроводности с учетом усреднения по формуле:
Figure 00000006
где λi - значение коэффициента теплопроводности в каждом из n случаев; судят о теплопроводящих свойствах исследуемого материала.
Существенными признаками заявленного решения являются подготовка образцов для исследования, которая обеспечивает получение исходных данных для достижения технического результата. Заявленные совокупности признаков в известном уровне технике заявителем не обнаружены, что позволяет сделать вывод о существенности данного решения.
В качестве объектов исследования использованы нити, пленки и блоки произвольного размера, используемые в качестве теплоизоляционных материалов или их частей. Нить - это гибкий, тонкий и продолговатый объект, чья длина в разы превосходит толщину. Пленка - это гибкий, тонкий объект, ширина и длина которого в разы превосходят толщину. Блок - это объемный объект в форме прямоугольного параллелепипеда.
Эксперимент проводят на установке, представленной на Фигуре. На теплоизолированном основании установлены параллельно друг другу плоские нагреватели 1 и 2, подключенные в сеть (на Фигуре не показано), расстояние между которыми D. Между нагревателями 1 и 2 съемно прикрепленные эталонные и исследуемый образцы, как показано на Фигуре. Между эталонным и комбинированным образцом, состоящим из эталонного и исследуемого образца, расположена термопара, закрепленная на теплоизолированном основании.
Сначала необходимо провести подготовку образцов. Для этого подбирают эталонные образцы Э1 и Э2, причем отличаются они друг от друга только длиной таким образом, чтобы, во-первых, их теплопроводящие свойства были близки к теплопроводящим свойствам исследуемого образца, во-вторых, такие геометрические параметры, как площадь поперечного сечения (диаметр для нитей, толщина и ширина для пленок и блоков) исследуемого и эталонного образца, совпадают.
Для лучшего понимания сущности изобретения представлены примеры реализации способа определения теплопроводности материалов.
Пример 1
Рассматривают полипропиленовые нити с содержанием углеродных нановолокон 10%, которые применяют для изготовления теплоизоляционных тканей.
Исследуют теплопроводящие свойства образца X, причем значение коэффициента теплопроводности исследуемого образца X близко к значению коэффициента теплопроводности эталонных образцов Э1 и Э2. В качестве эталонных образцов берут полипропиленовую нить с коэффициентом теплопроводности
Figure 00000007
Сначала калибруют установку, тем самым подбирают значения длин эталонного образца Э2 и исследуемого образца X. Для этого полагают значения коэффициента теплопроводности λ в эталонных образцах и исследуемом образце одинаковыми:
Figure 00000008
В таком случае образец X называют образцом Э3. Измеряют L длину эталонного образца Э1: L=0,4 м. Далее подбирают длины образца Э2 и Э3 таким образом, что их сумма равняется длине эталонного образца Э1: lЭ2=0,3 м и lX=0,1 м.
Эксперимент проводят на установке, представленной на Фигуре. На теплоизолированном основании установлены параллельно друг другу нагреватели 1 и 2, расстояние между которыми D=0,44 м. Между нагревателями 1 и 2 с помощью зажимов 3, 4, 5, 6 закрепляют эталонные образцы Э1 и Э2 параллельно друг другу, как показано на Фигуре, причем длина эталонного образца Э1 L<D. На одной оси с эталонным образцом Э2 закрепляют образец Э3 с помощью зажимов 6 и 7. Зазор между образцами Э1 и Э3 отсутствует. Фиксируют контакты 8 и 9, идущие к термопаре 10, закрепленной на основании, причем контакт 8 на эталонном образце Э1 фиксируют с помощью бегунка 11.
Задают температуру Т1 на нагревателе 1 больше, чем Т2 на нагревателе 2: T1=303 К, Т2=283 К. Включают нагреватели 1 и 2. После установления заданного значения температуры плавно передвигают бегунок 11 по эталонному образцу Э1 до тех пор, пока на термопаре 10 значение ΔT не станет равно 0. В таком положении бегунка 11 между точками А и В на участке АВ не будет процесса теплопередачи согласно закону Фурье (Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Статистическая физика. Часть 1. - «Теоретическая физика», том V, с.). Измеряют значения длин l1 и l2 - расстояния от концов эталонного образца Э1 до места нахождения бегунка 11 в точке А: l1=0,3 м и l2=0,1 м. Значения l1 и l2 совпадают со значениями lЭ2 и lЭ3 соответственно. В таком случае говорят, что установка откалибрована, т.е. значения термосопротивлений RЭ3 и
Figure 00000009
совпадают.
После калибровки вычисляют значение термосопротивления эталонных образцов Э1 и Э2 по формуле:
Figure 00000010
где l - длина образца, м; S - площадь поперечного сечения образца, м2; λ - коэффициент теплопроводности образца,
Figure 00000011
Результаты вычислений представлены в таблице 1:
Figure 00000012
После того приступают к измерению коэффициента теплопроводности исследуемого образца X. Подбирают исследуемый образец таким образом, чтобы его длина lX совпадала со значением длины образца lЭ3: lX=lЭ3=0,1 м.
Затем между двумя нагревателями 1 и 2 с помощью зажимов 3, 4, 5, 6 закрепляют эталонные образцы Э1 и Э2 параллельно друг другу, как показано на Фигуре. На одной оси с эталонным образцом Э2 закрепляют исследуемый образец X с помощью зажимов 6 и 7. Фиксируют контакты 8 и 9, идущие к термопаре 10, закрепленной на основании, причем контакт 8 на эталонном образце Э1 фиксируют с помощью бегунка 11.
Задают температуру нагревателей T1=303 К, Т2=283 К. Включают нагреватели 1 и 2. После установления заданного значения температуры передвигают бегунок по эталонному образцу Э1 до тех пор, пока на термопаре 10 значение ΔT не станет равно 0. Измеряют значения длин l1 и l2 - расстояния от концов эталонного образца Э1 до места нахождения бегунка 11: l1=0,36 м, l2=0,04 м.
С помощью соотношения (1) находят значение термосопротивления образца X:
Figure 00000013
Figure 00000014
где l1 и l2 - расстояния от концов эталонного образца Э1 до места нахождения бегунка 11, м; RЭ2 - термосопротивление эталонного образца Э2,
Figure 00000015
RX - термосопротивление исследуемого образца X,
Figure 00000016
По формуле 2 находят значение теплопроводности материала:
Figure 00000017
где lX - длина исследуемого, м; S - площадь поперечного сечения образца, м2; RX - термосопротивление исследуемого образца X,
Figure 00000018
Затем последовательно проводят испытания таких же полипропиленовых нитей с содержанием углеродных нановолокон 10% не менее 4 раз. Результаты измерений приведены в таблице 2.
Определяют среднее значение максимально допустимого растягивающего напряжения по формуле:
Figure 00000019
где λi - значение коэффициента теплопроводности в каждом случае.
Figure 00000020
Определяют величину среднеквадратичного отклонения по формуле:
Figure 00000021
где λi - значение коэффициента теплопроводности в каждом случае, λср - среднее значение коэффициента теплопроводности.
Значение коэффициента теплопроводности полипропиленовых нитей с содержанием углеродных нановолокон 10%
Figure 00000022
Полипропиленовые нити с содержанием углеродных нановолокон 10% могут быть использованы для изготовления теплоизоляционных тканей.
Пример 2
Рассматривают полипропиленовую пленку с содержанием технического углерода 30%, которые применяют для изготовления теплоизоляционных покрытий.
Исследуют теплопроводящие свойства образца X, причем значение коэффициента теплопроводности исследуемого образца X близко к значению коэффициента теплопроводности эталонных образцов Э1 и Э2. В качестве эталонных образцов берут полипропиленовую пленку с коэффициентом теплопроводности
Figure 00000023
Сначала калибруют установку, тем самым подбирают значения длин эталонного образца Э2 и исследуемого образца X. Для этого полагают значения коэффициента теплопроводности λ в эталонных образцах и исследуемом образце одинаковыми:
Figure 00000024
В таком случае образец X называют образцом Э3. Измеряют L длину эталонного образца Э1: L=0,4 м. Далее подбирают длины образца Э2 и Э3 таким образом, что их сумма равняется длине эталонного образца Э1: lЭ2=0,3 м и lX=0,1 м.
Эксперимент проводят на установке, представленной на Фигуре. На теплоизолированном основании установлены параллельно друг другу нагреватели 1 и 2, расстояние между которыми D=0,44 м. Между нагревателями 1 и 2 с помощью зажимов 3, 4, 5, 6 закрепляют эталонные образцы Э1 и Э2 параллельно друг другу, как показано на Фигуре. На одной оси с эталонным образцом Э2 закрепляют образец Э3 с помощью зажимов 6 и 7. Зазор между образцами Э1 и X отсутствует. Фиксируют контакты 8 и 9, идущие к термопаре 10, закрепленной на основании, причем контакт 8 на эталонном образце Э1 фиксируют с помощью бегунка 11.
Задают температуру Т1 на нагревателе 1 больше, чем Т2 на нагревателе 2: Т1=303 К, Т2=283 К. Включают нагреватели 1 и 2. После установления заданного значения температуры плавно передвигают бегунок 11 по эталонному образцу Э1 до тех пор, пока на термопаре 10 значение ΔT не станет равно 0. Измеряют значения длин l1 и l2 - расстояния от концов эталонного образца Э1 до места нахождения бегунка 11: l1=0,3 м и l2=0,1 м. Значения l1 и l2 совпадают со значениями lЭ2 и lЭ3 соответственно. В таком случае говорят, что установка откалибрована.
После калибровки вычисляют значение термосопротивления эталонных образцов Э1 и Э2 по формуле:
Figure 00000025
где l - длина образца, м; S - площадь поперечного сечения образца, м2; λ - коэффициент теплопроводности образца,
Figure 00000026
Результаты вычислений представлены в таблице 3:
Figure 00000027
После того приступают к измерению коэффициента теплопроводности исследуемого образца X. Подбирают исследуемый образец таким образом, чтобы его длина lХ совпадала со значением длины образца lЭ3: lX=lЭ3=0,1 м.
Затем между двумя нагревателями 1 и 2 с помощью зажимов 3, 4, 5, 6 закрепляют эталонные образцы Э1 и Э2 параллельно друг другу, как показано на Фигуре. На одной оси с эталонным образцом Э2 закрепляют исследуемый образец X с помощью зажимов 6 и 7. Фиксируют контакты 8 и 9, идущие к термопаре 10, закрепленной на основании, причем контакт 8 на эталонном образце Э1 фиксируют с помощью бегунка 11.
Задают температуру нагревателей Т1=303 К, Т2=283 К. Включают нагреватели 1 и 2. После установления заданного значения температуры передвигают бегунок по эталонному образцу Э1 до тех пор, пока на термопаре 10 значение ΔT не станет равно 0. Измеряют значения длин l1 и l2 - расстояния от концов эталонного образца Э1 до места нахождения бегунка 11: l1=0,14 м, l2=0,24 м.
С помощью соотношения (1) находят значение термосопротивления образца X:
Figure 00000028
По формуле (2) находят значение теплопроводности материала:
Figure 00000029
Затем последовательно проводят испытания таких же полипропиленовых пленок с содержанием технического углерода 30% не менее 4 раз. Результаты измерений приведены в таблице 4.
Определяют среднее значение максимально допустимого растягивающего напряжения по формуле (3).
Figure 00000030
Определяют величину среднеквадратичного отклонения по формуле (4):
Figure 00000031
Значение коэффициента теплопроводности полипропиленовых пленок с содержанием технического углерода 30%,
Figure 00000032
Полипропиленовые пленки с содержанием технического углерода 30% могут быть использованы для изготовления теплоизоляционных покрытий.
Пример 3
Рассматривают полипропиленовый блок с содержанием технического углерода 20%, которые применяют в качестве теплоизоляционных материалов.
Исследуют теплопроводящие свойства образца X, причем значение коэффициента теплопроводности исследуемого образца X близко к значению коэффициента теплопроводности эталонных образцов Э1 и Э2. В качестве эталонных образцов берут полипропиленовый блок с коэффициентом теплопроводности
Figure 00000033
Сначала калибруют установку, тем самым подбирают значения длин эталонного образца Э2 и исследуемого образца X. Для этого полагают значения коэффициента теплопроводности λ в эталонных образцах и исследуемом образце одинаковыми:
Figure 00000034
В таком случае образец X называют образцом Э3. Измеряют L длину эталонного образца Э1: L=0,4 м. Далее подбирают длины образца Э2 и Э3 таким образом, что их сумма равняется длине эталонного образца Э1: lЭ2=0,3 м и lX=0,1 м.
Эксперимент проводят на установке, представленной на Фигуре. На теплоизолированном основании установлены параллельно друг другу нагреватели 1 и 2, расстояние между которыми D=0,44 м. Между нагревателями 1 и 2 с помощью зажимов 3, 4, 5, 6 закрепляют эталонные образцы Э1 и Э2 параллельно друг другу, как показано на Фигуре. На одной оси с эталонным образцом Э2 закрепляют образец Э3 с помощью зажимов 6 и 7. Зазор между образцами Э1 и X отсутствует. Фиксируют контакты 8 и 9, идущие к термопаре 10, закрепленной на основании, причем контакт 8 на эталонном образце Э1 фиксируют с помощью бегунка 11.
Задают температуру Т1 на нагревателе 1 больше, чем Т2 на нагревателе 2: T1=303 К, Т2=283 К. Включают нагреватели 1 и 2. После установления заданного значения температуры плавно передвигают бегунок 11 по эталонному образцу Э1 до тех пор, пока на термопаре 10 значение ΔТ не станет равно 0. Измеряют значения длин l1 и l2 - расстояния от концов эталонного образца Э1 до места нахождения бегунка 11: l1=0,3 м и l2=0,1 м. Значения l1 и l2 совпадают со значениями lЭ2 и lЭ3 соответственно. В таком случае говорят, что установка откалибрована.
После калибровки вычисляют значение термосопротивления эталонных образцов Э1 и Э2 по формуле:
Figure 00000035
где l - длина образца, м; S - площадь поперечного сечения образца, м2; λ - коэффициент теплопроводности образца,
Figure 00000036
Результаты вычислений представлены в таблице 5:
Figure 00000037
После того приступают к измерению коэффициента теплопроводности исследуемого образца X. Подбирают исследуемый образец таким образом, чтобы его длина lX совпадала со значением длины образца lЭ3: lX=lЭ3=0,1 м.
Затем между двумя нагревателями 1 и 2 с помощью зажимов 3, 4, 5, 6 закрепляют эталонные образцы Э1 и Э2 параллельно друг другу, как показано на Фигуре. На одной оси с эталонным образцом Э2 закрепляют исследуемый образец X с помощью зажимов 6 и 7. Фиксируют контакты 8 и 9, идущие к термопаре 10, закрепленной на основании, причем контакт 8 на эталонном образце Э1 фиксируют с помощью бегунка 11.
Задают температуру нагревателей Т1=303 К, Т2=283 К. Включают нагреватели 1 и 2. После установления заданного значения температуры передвигают бегунок 11 по эталонному образцу Э1 до тех пор, пока на термопаре 10 значение ΔT не станет равно 0. Измеряют значения длин l1 и l2 - расстояния от концов эталонного образца Э1 до места нахождения бегунка 11: l1=0,15 м, l2=0,25 м.
С помощью соотношения (1) находят значение термосопротивления образца X:
Figure 00000038
По формуле (2) находят значение теплопроводности материала:
Figure 00000039
Затем последовательно проводят испытания таких же полипропиленовых блоков с содержанием технического углерода 20% не менее 4 раз. Результаты измерений приведены в таблице 6.
Определяют среднее значение максимально допустимого растягивающего напряжения по формуле (3).
Figure 00000040
Определяют величину среднеквадратичного отклонения по формуле (4):
Figure 00000041
.
Значение коэффициента теплопроводности полипропиленовых блоков с содержанием технического углерода 20%,
Figure 00000042
. Полипропиленовые блоки с содержанием технического углерода 20% могут быть использованы в качестве теплоизоляционных материалов.
Техническим результатом изобретения является повышение точности определения теплопроводности как объемных, так и плоских материалов за счет определения длины эталонного образца с термосопротивлением, равным термосопротивлению исследуемого образца, путем установления равенства температур эталонного и исследуемого образцов.

Claims (1)

  1. Способ определения теплопроводности материалов, заключающийся в том, что исследуемый образец известной толщины через источник теплоты с заданной плотностью теплового потока приводят в тепловой контакт с эталонным образцом, термостатируют при заданной температуре исследуемый и эталонный образец и измеряют температуру, отличающийся тем, что воздействуют тепловым потоком с заданной плотностью на первый эталонный образец длиной L, значение которой составляет не более расстояния между нагревателями, и расположенные ему параллельно и соосно соединенные между собой другой эталонный образец длиной l, изготовленный из того же материала, что первый эталонный образец длиной L, и исследуемый образец, сумма длин которых составляет L, причем между параллельно установленными образцами расположена термопара, соединяющаяся с контактом другой эталонный образец длиной l и исследуемый образец, и бегунок, расположенный на первом эталонном образце длиной L, который плавно передвигают до достижения равных температур на контакте и бегунке, измеряют расстояния от концов первого эталонного образца длиной L до места нахождения бегунка
    Figure 00000043
    и
    Figure 00000044
    , затем вычисляют термосопротивление исследуемого образца по формуле:
    Figure 00000045
    , где
    Figure 00000046
    и
    Figure 00000047
    - расстояния от концов первого эталонного образца длиной L до места нахождения бегунка, м; RЭ2 - термосопротивление другого эталонного образца длиной l,
    Figure 00000048
    ; RX - термосопротивление исследуемого образца,
    Figure 00000049
    ; а по полученному значению термосопротивления находят значение теплопроводности исследуемого образца по формуле:
    Figure 00000050
    , где
    Figure 00000051
    - длина исследуемого образца, м; S - площадь поперечного сечения исследуемого образца, м2; RX - термосопротивление исследуемого образца,
    Figure 00000049
    ; по полученному значению коэффициента теплопроводности с учетом усреднения по формуле:
    Figure 00000052
    , где λi - значение коэффициента теплопроводности в каждом из n случаев; судят о теплопроводящих свойствах исследуемого материала.
RU2015147147A 2015-11-02 2015-11-02 Способ определения теплопроводности материалов RU2608334C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015147147A RU2608334C1 (ru) 2015-11-02 2015-11-02 Способ определения теплопроводности материалов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015147147A RU2608334C1 (ru) 2015-11-02 2015-11-02 Способ определения теплопроводности материалов

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2608334C1 true RU2608334C1 (ru) 2017-01-17

Family

ID=58455978

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015147147A RU2608334C1 (ru) 2015-11-02 2015-11-02 Способ определения теплопроводности материалов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2608334C1 (ru)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3981175A (en) * 1975-05-19 1976-09-21 Massachusetts Institute Of Technology Method of and apparatus for nondestructively determining the composition of an unknown material sample
US5052819A (en) * 1989-06-12 1991-10-01 Baratta Francis I Method of and apparatus for nondestructively determining the composition of an unknown material sample
RU2018117C1 (ru) * 1991-05-06 1994-08-15 Тамбовский институт химического машиностроения Способ комплексного определения теплофизических свойств материалов
RU2178166C2 (ru) * 1999-11-29 2002-01-10 Тамбовский государственный технический университет Способ комплексного определения теплофизических характеристик твердых и дисперсных материалов
RU2343466C1 (ru) * 2007-06-14 2009-01-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И. Менделеева" Способ определения теплопроводности материалов
RU2387981C1 (ru) * 2009-03-11 2010-04-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" (ГОУ ВПО "ТГТУ") Способ комплексного определения теплофизических характеристик материалов
RU2478940C1 (ru) * 2011-08-26 2013-04-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И. Менделеева" (ФГУП "ВНИИМ им. Д.И. Менделеева") Способ определения теплопроводности материалов

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3981175A (en) * 1975-05-19 1976-09-21 Massachusetts Institute Of Technology Method of and apparatus for nondestructively determining the composition of an unknown material sample
US5052819A (en) * 1989-06-12 1991-10-01 Baratta Francis I Method of and apparatus for nondestructively determining the composition of an unknown material sample
RU2018117C1 (ru) * 1991-05-06 1994-08-15 Тамбовский институт химического машиностроения Способ комплексного определения теплофизических свойств материалов
RU2178166C2 (ru) * 1999-11-29 2002-01-10 Тамбовский государственный технический университет Способ комплексного определения теплофизических характеристик твердых и дисперсных материалов
RU2343466C1 (ru) * 2007-06-14 2009-01-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И. Менделеева" Способ определения теплопроводности материалов
RU2387981C1 (ru) * 2009-03-11 2010-04-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" (ГОУ ВПО "ТГТУ") Способ комплексного определения теплофизических характеристик материалов
RU2478940C1 (ru) * 2011-08-26 2013-04-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И. Менделеева" (ФГУП "ВНИИМ им. Д.И. Менделеева") Способ определения теплопроводности материалов

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Al-Ajlan Measurements of thermal properties of insulation materials by using transient plane source technique
Harris et al. Measuring the thermal conductivity of heat transfer fluids via the modified transient plane source (MTPS)
RU2387981C1 (ru) Способ комплексного определения теплофизических характеристик материалов
Assael et al. New measurements of the thermal conductivity of PMMA, BK7, and Pyrex 7740 up to 450K
WO2012167403A1 (zh) 脉冲红外热波技术测厚方法
CN106124078B (zh) 一种采用双热电偶测量强瞬变流体温度的方法
RU2343466C1 (ru) Способ определения теплопроводности материалов
RU2608334C1 (ru) Способ определения теплопроводности материалов
RU2690717C1 (ru) Способ определения теплоемкости материалов
Yao et al. Influence of Thermal Contact Resistance on Thermal Conductivity Measurement with a High-Temperature Guarded Hot Plate Apparatus
Osséni et al. Hot plate method with two simultaneous temperature measurements for thermal characterization of building materials
US2825222A (en) Device for temperature gradient method of sample testing
CN109580708A (zh) 热线法瞬态测量材料热物性的电压测量方法
CN107966472B (zh) 一种高温接触热阻的无损快速测量方法
CN103257154A (zh) 大温差样品的半球向全发射率与导热系数的测量方法
CN109580709A (zh) 热线法瞬态测量材料热物性的方法
Low et al. Thermal conductivity of soils by the needle probe method, for energy foundation applications
CN103245692A (zh) 基于稳态分析的半球向全发射率与导热系数的测量方法
RU2625599C9 (ru) Способ определения теплопроводности твердых тел
RU2734062C1 (ru) Способ измерения теплопроводности строительных материалов
RU2598699C1 (ru) Способ определения температурной зависимости степени черноты (варианты)
RU2276781C1 (ru) Способ определения теплопроводности материалов
RU2613591C1 (ru) Способ определения удельной теплоемкости сыпучих материалов
Al Ashraf Thermal conductivity measurement by hot disk analyzer
CN112432758B (zh) 一种塞块式量热计长时间变工况热流测量方法及应用

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191103