SU1117511A1 - Device for determination of hard material thermal conductivity - Google Patents

Device for determination of hard material thermal conductivity Download PDF

Info

Publication number
SU1117511A1
SU1117511A1 SU833580290A SU3580290A SU1117511A1 SU 1117511 A1 SU1117511 A1 SU 1117511A1 SU 833580290 A SU833580290 A SU 833580290A SU 3580290 A SU3580290 A SU 3580290A SU 1117511 A1 SU1117511 A1 SU 1117511A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
heat
package
thermal conductivity
shields
gap
Prior art date
Application number
SU833580290A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Григорьевич Даниленко
Владимир Константинович Литвинов
Леонид Григорьевич Большинский
Павел Петрович Гудилин
Original Assignee
Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро Донецкого Физико-Технического Института Ан Усср
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 Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро Донецкого Физико-Технического Института Ан Усср filed Critical Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро Донецкого Физико-Технического Института Ан Усср
Priority to SU833580290A priority Critical patent/SU1117511A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1117511A1 publication Critical patent/SU1117511A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее пакет, собранный из пластин исследуемого материала, между тсоторыми расположен нагреватель, теплоприемники, теплозащитные экраны, -отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности определени  коэффициента теплопроводности и распшрени  диапазона измерений, пакет выполнен из двух частей, размещенных одна внутри другой с зазором, при этом внутренн   часть пакета установлена с возможностью контакта по всей поверхности с теплоприемниками, а наружна  часть - с теплозащитными экранами , выполненными в виде сосудов, причем теплоприемники охвачены теплозащитW ными экранами с зазором.DEVICE FOR DETERMINATION OF THERMAL CONDUCTIVITY COEFFICIENT OF SOLID MATERIALS comprising packet collected from the test plates of material located between tsotorymi heater, heat sink, heat shields, -otlichayuschees in that, in order to increase the accuracy of determining the coefficient of thermal conductivity and raspshreni measuring range, the package is made of two parts placed one inside the other with a gap, while the inner part of the package is installed with the possibility of contact over the entire surface with the heat sinks, and ruzhna part - with heat shields made in the form of receptacles, wherein the heat receiving covered teplozaschitW GOVERNMENTAL screens with clearance.

Description

зическим измерени м и служит дл  Опре делени  коэффициента теплопроводности различных теплоизол ционных материалов при криогенных температурах. Известно устройство дл  определени  коэффициента теплопроводности , состо щее из двух холодильников, двух горизонтально расположенных образцов , размещенного между образцами электрического нагревател , заключенной в кожух теплоизол ции и подставки 1 , Недостатком устройства  вл етс  то, что при горизонтальном располо  ении исследуемых образцов услови  теплосъема с охлаждаемых поверхностей различны, так как коэффициент теплоотдачи в верхнем холодильнике примерно в два раза выше, чем в ниж--нем холодильнике при условии использрвани  испарительных систем, характерных при проведении исследований на криогенных жидкост х. Определ еMbie с помощью устройства значени  коэффициента теплопроводности относ тс  к средней температуре образцов Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  устройство дл  определени  теплопроводнести , состо щее из вертикально установленного нагревател  и прижатых к нему с двух сторон образцов исследуемых материалов, пластин сердечника и поджимных пластин. Снаружи вс  сборка окружена теплозащитными экран ми. Недостатком известного устройства  вл етс  невозможность проведени  исследований при криогенных температурах , так как с помощью пластин сердечника , выступающих в роли теплоприемников , нельз  создать криогенные те пературы на охлаждающей поверхности исследуемых пластин, Целью изобретени   вл етс  повыше НИб точности определени  коэффициента теплопроводности материалов и расшире ние диапазона измерений. Поставленна  цель достигаетс  тем чго в устройстве дл  определени  коэф фициента теплопроводности твердых материалов , содержащемпакет, собранный из пластин исследуемых образцов, между которыми расположен нагреватель, теплоприемники, теплозащитные экраны пакет выполнен из двух частей, размещ одна внутри другой с зазором, при гы с возмо:4шостью контакта по всей вертикальной поверхности с теплоприемпикам ; а наружна  часть - с тегшозащитиыми экранами, выполненными в виде сосуцов, причем тегшоприемиики охвачены теплозащитными экранами с зазором. На фиг. изображено предлагаемое устройство; на фиг.2 разрез А-А на фиг.; на фиг.З - наружна  часть пакета; на фиг.4 - внутренн   часть пакета; На фиг.5 - сборка пакета; на фиг.6 кал.ориметрическа  часть устройства, включающа  тешюприемники и теплоза щтные экрана. Устройство содержит пакет, который выполнен из двух частей - наружной части 1 и внутренней части 2. Внутренн   часть 2 пакета состоит из пластин 3 исследуемого материала и нагревател  4, расположенного между ними (фиг.2). Пластины 3, установленные во внутренней части 2 пакета,  вл ютс  исследуемыми образцами, именно в этой, внутренней части 2 пакета производ т измерение параметров исследуемого материала (фиг,4), Наружна  часть 1 пакета имеет форму, например, пр моугольника и состоит из пластин 5 (фиг.3), выполненных также из исследуемого материала и нагревател  6, расположенного между. ними,. Внутренн   часть 2 пакета установлена внутри наружной части 1 пакета с зазором , при этом наружна  часть 1 пакета выполн ет роль теплозащитного элемента ( фиг.5) Внутренн   часть 2 пакета установлена между теплоприемниками 7 и 8 выполненных -в виде сосудов, заполнен1й1х охла;кдающей жидкостью,. а наружна  часть 1 - между теплозащитными экранами 9 и 10, Дл  защиты от внешних теплопритоков теплоприемники 7 и 8 охвачены соотвественно теллозащитными экранами 9 и 10 с завором5 , выполненными в виде сосудов с о шажда.гощей жидкостью (фиг. 6). В теплоприемниках 7 и 8 установлены датчики II уровн . В верхней части теплоприемники 7 к 8 соединены трубопроводом 12 с системой измерени  3 а теплозащитные экраны 9 и 10 - трубопроводом: 14 и через вентиль i 5 открыты на дренаж, В нижней части теплоприемники 7,8 и теп-позащитные экраиь5 9 и fO соединены с коаксиапьным трубопроводом 16, Теплоприемники 7 и 8 соединены с теплозащитнь ми экранами 9 и 0 з единые силовые кон31 струкции, представл ющие собой катюриметрические  чейки, Калориметрическа   чейка, состо ща  из теплоприемника 8 и теплозащитного экрана 10 выполнена с возможностью перемеще ни  и соединена с устройством 17 дл  поджима пакета. Устройство дл  измерени  коэффициента теплопроводности помещено в вакуумную камеру (не показана ). Устройство работает следующим образом . Наружную и внутреннюю части 1 и 2 пакета устанавливают соответственно между тегшоприемниками 7 и 8 и теплозащитными экранами 9 и 10. Перемещением подвижной калориметрической  чейки с помощью устройства 17 поджимают пакет на заданную по услови м эксперимента величину, т.е. обест печивают контакт вертикальных поверхностей наружной части 1 пакета с теплозащитными экранами 9 и 10, а внутренней части 2 пакета с теплоприемниками 7 и 8. По внутренней трубе трубопровода 16 охлаждающей жидкостью заполн ют до заданного уровн  теплоприемниками 7 и 8, а по наружной полости .- теплозащитные экраны 9 и 10. Наличие зазора между теплозащитными экранами 9, 10 и теплоприемниками 7 и 8 исключает внешние теплопритоки к последним. Тепловой поток от нагревател  4, проход  через внутреннюю часть 2 пакета, вызывает испарение охлаждающей жидкости в теплоприемниках 7 и 8. Пары жидкости поступают в систему измерени  13 параметров паров, где поих расходу и параметрам определ етс  тепловой поток, прошедший через внутреннюю часть 2 пакета . Кроме того, тепловой поток измер етс  по количеству электроэнергии расходуемой нагревателем 4. Уровень жидкости в теплоприемниках 7 и 8 поддерживаетс  посто нным системой поддержани  уровн  (не показана) по сигналам датчиков 11 уровн  . Тепловой по ток от нагревател  6, проход  через наружную 1 часть пакета, вызывает испарение охлаждающей жидкости в теплозащитных экранах 9 и 10, откуда пары жидкости по трубопроводу 14 через вен тиль 15 дренируютс  в атмосферу. При этом температура нагревателей 4 и 6 поддерживаетс  одинаковой. Благодар  тому, что температуры на поверхност х пластин 3 и 5, прилеганлдих соответст1 4 венно к нагревател м 4 и 6 , равны н равны температуры поверхностей пластин 3 и 5, прилегающих соответственно к приемникам 7 и 8, в зазоре между внутренней частью 2 и наружной частью 1 не создаетс  градиент температур.Такие услови  исключают как тепловые потери с торцов внутренней части 2 пакета , так и внешние теплопритоки к ней, так-как наружна  часть 1 пакета, охватыва  внутреннюючасть 2 пакета,  вл етс  теплозащитным экраном дл  торцовых поверхностей внутренней части 2. Таким образом, устройство позвол ет измер ть коэффициент теплопроводности материалов - с высокой точностью. Это достигаетс  благодар  получению идентичного температурного распре;делени  в поперечном направлений частей 1 и 2 пакета на обращенных друг к другу поверхност х. Такие услови  обеспечиваютс  выполнением пакета из частей 1 и 2, расположённых одна внутри другой с зазором. При отсутствии градиента температур в поперечном направлении между част ми 1 и 2 пакета (в зазоре между ними) отсутствуют потери тепла с торцовых поверхностей внутренней части 2 пакета. Выполнением теплоприемников 7 и 8 в виде сосудов, заполненных охлаждающей жидкостью и охваченных с зазором теплозащитными экранами 9 и 10, выполненными также в виде сосудов, заполненных охлаждающей жидкостью, позвол ет исключать как внешние теплопритоки к исследуемой внутренней части 2 пакета, так и потери тепла с ее торцевых поверхностей , что повьппает точность эксперимента . Конструкци  теплоприемни- ков и теплозащитных экранов - выполнение их в виде сосудов,дает возможность определ ть коэффициент теплопроводности материалов в широком диапазоне температур . Предлагаемое устройство повышает точность определени  коэффициента теплопроводности за счет исключени  внешних теплопритоков к теплоприемникам и тепловых потерь сторцовых поверхностей исследуемых пластин. Это достигаетс  как выполнением пакета из наружной и внутренней частей, расположенных одна внутри другой с зазоР м и снабженных кажда  нагревателем, так и выполнением теплозащитных экранов в виде сосудов с охлаждающей жидкостью и охватывающих теплоприемники.This method is used to determine the thermal conductivity coefficient of various heat insulating materials at cryogenic temperatures. A device for determining the coefficient of thermal conductivity, consisting of two refrigerators, two horizontal samples, placed between samples of an electric heater enclosed in a heat insulation casing and a stand 1, is known. A disadvantage of the device is that when the samples studied are horizontal, the conditions for heat removal from cooled surfaces are different, since the heat transfer coefficient in the upper refrigerator is about two times higher than in the lower one, provided that Evaporative systems characteristic of cryogenic research. The determination of eMbie using a device, the values of thermal conductivity coefficient refer to the average temperature of the samples. The closest technical solution to the invention is a device for determining heat conduction, consisting of a vertically installed heater and samples of the test materials, the core plates and the gland plates pressed to it from two sides. Outside, the sun assembly is surrounded by heat shields. A disadvantage of the known device is the impossibility of conducting studies at cryogenic temperatures, since using core plates acting as heat receivers, it is impossible to create cryogenic temperatures on the cooling surface of the plates under study. The purpose of the invention is to increase the accuracy of the coefficient of thermal conductivity of materials and the expansion of the range. measurements. The goal is achieved by a device for determining the thermal conductivity coefficient of solid materials containing a package assembled from the plates of the samples under study, between which is a heater, heat sinks, heat shields, the package is made of two parts, placed one inside the other with a gap, with the next: 4 contact capacity over the entire vertical surface with heat sources; and the outer part - with tegs-shielding screens, made in the form of sosuts, with tegs-acceptance covered by heat shields with a gap. FIG. shows the proposed device; in Fig.2, section A-A in Fig .; Fig. 3 shows the outer part of the bag; figure 4 - the inner part of the package; Figure 5 - build package; in Fig. 6, the calorimetric part of the device, including the shredders and the thermal shield. The device contains a package, which is made of two parts - the outer part 1 and the inner part 2. The inner part 2 of the package consists of plates 3 of the material under study and heater 4 located between them (figure 2). The plates 3 installed in the inner part 2 of the bag are the test samples, it is in this inner part 2 of the bag that the parameters of the material under investigation are measured (Fig. 4). The outer part 1 of the bag has the shape, for example, of a rectangle and consists of plates 5 (FIG. 3), also made of the test material and the heater 6 located between. them, The inner part 2 of the package is installed inside the outer part 1 of the package with a gap, while the outer part 1 of the package acts as a heat shield element (figure 5). The inner part 2 of the package is installed between the heat sinks 7 and 8 made in the form of vessels filled with coolant; , and the outer part 1 is between the heat shields 9 and 10. To protect against external heat influxes, the heat sinks 7 and 8 are covered, respectively, with telescopic shields 9 and 10 with a fence 5, made in the form of vessels with a shaking liquid (Fig. 6). In the heat sinks 7 and 8 sensors of level II are installed. In the upper part, the heat sinks 7 to 8 are connected by pipeline 12 to the measurement system 3 and the heat shields 9 and 10 are connected to the pipeline: 14 and through the valve i 5 are open for drainage. In the lower part, the heat sinks 7.8 and the heat protection screens 5 9 and fO are connected to The coaxiapipe pipe 16, the heat-receivers 7 and 8 are connected to heat shields 9 and 0 by common power structures, which are katurimetric cells, the calorimetric cell consisting of heat-receiver 8 and heat shield 10 is movable and connected. Inena with device 17 for pressing the bag. A device for measuring thermal conductivity is placed in a vacuum chamber (not shown). The device works as follows. The outer and inner parts 1 and 2 of the package are installed respectively between the tags receivers 7 and 8 and the heat shields 9 and 10. By moving the movable calorimetric cell using the device 17, the package is pressed by the value specified by the experimental conditions, i.e. The contact between the vertical surfaces of the outer part 1 of the package and the heat shields 9 and 10 is insulated, and the inside of the package 2 with heat receivers 7 and 8. The internal pipe of the pipe 16 is filled with coolant 7 and 8 to the specified level and the external cavity .- heat shields 9 and 10. The presence of a gap between the heat shields 9, 10 and heat sinks 7 and 8 excludes external heat leakages to the latter. The heat flow from heater 4, the passage through the inner part 2 of the bag causes evaporation of the coolant in the heat sinks 7 and 8. The liquid vapor enters the measurement system 13 of the vapor parameters, where the heat flow passing through the inner part 2 of the bag is determined by the flow rate and parameters. In addition, the heat flux is measured by the amount of electricity consumed by the heater 4. The liquid level in the heat sinks 7 and 8 is maintained by a constant level maintaining system (not shown) by the signals of the level sensors 11. The heat flow from the heater 6, the passage through the outer 1 part of the package causes evaporation of the coolant in the heat shields 9 and 10, from where the liquid vapors through the pipeline 14 through the ventilator 15 are drained into the atmosphere. Here, the temperature of the heaters 4 and 6 is maintained the same. Due to the fact that the temperatures on the surfaces of the plates 3 and 5, which are adjacent to the heaters 4 and 6, are equal to the temperatures of the surfaces of the plates 3 and 5 adjacent to the receivers 7 and 8, respectively, in the gap between the inner part 2 and the outer Part 1 does not create a temperature gradient. Such conditions exclude both the heat loss from the ends of the inner part 2 of the packet and the external heat leakage to it, since the outer part 1 of the packet, covering the inner part 2 of the packet, is a heat shield for the end surfaces The present part is 2. Thus, the device allows to measure the coefficient of thermal conductivity of materials - with high accuracy. This is achieved by obtaining identical temperature distribution in the transverse directions of parts 1 and 2 of the package on the surfaces facing each other. Such conditions are ensured by the execution of a package of parts 1 and 2 located one inside the other with a gap. In the absence of a temperature gradient in the transverse direction between parts 1 and 2 of the package (in the gap between them), there is no heat loss from the end surfaces of the inner part 2 of the package. By performing heat receivers 7 and 8 in the form of vessels filled with coolant and covered with clearance by heat-shielding screens 9 and 10, also made in the form of vessels filled with cooling fluid, it eliminates both external heat leakages to the inner part 2 of the package and loss of heat from its end surfaces, which increases the accuracy of the experiment. The design of heat-receivers and heat-shielding screens — making them in the form of vessels, makes it possible to determine the thermal conductivity of materials in a wide range of temperatures. The proposed device improves the accuracy of determining the coefficient of thermal conductivity due to the exclusion of external heat leakage to the heat sinks and heat losses of the faces of the test plates. This is achieved both by making a package of the outer and inner parts, one located inside the other with a gap and equipped with each heater, as well as the execution of heat shields in the form of vessels with coolant and covering the heat sinks.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ТВЕРDEVICE FOR DETERMINING THE TWER THERMAL CONDUCTIVITY COEFFICIENT ДЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее пакет, собранный из пластин исследуемого материала, между которыми расположен нагреватель, теплоприемники, теплозащитные экраны, ‘отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения коэффициента теплопроводности и расширения диапазона измерений, пакет выполнен из двух частей, размещенных одна внутри другой с зазором, при этом внутренняя часть пакета установлена с возможностью контакта по всей поверхности с теплоприемниками, а наружная часть - с теплозащитными экранами , выполненными в виде сосудов, причем теплоприемники охвачены теплозащитными экранами с зазором.RESPIRATORY MATERIALS, containing a package assembled from plates of the studied material, between which there is a heater, heat sinks, heat shields, 'characterized in that, in order to improve the accuracy of determining the thermal conductivity coefficient and expand the measurement range, the package is made of two parts placed one inside the other with a gap, while the inner part of the package is installed with the possibility of contact over the entire surface with heat sinks, and the outer part with heat shields made in the form of vessels, moreover, the heat sinks are covered by heat shields with a gap. Λι» 1Λι »1 1 1J1751J 21 1J1751J 2
SU833580290A 1983-04-12 1983-04-12 Device for determination of hard material thermal conductivity SU1117511A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833580290A SU1117511A1 (en) 1983-04-12 1983-04-12 Device for determination of hard material thermal conductivity

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833580290A SU1117511A1 (en) 1983-04-12 1983-04-12 Device for determination of hard material thermal conductivity

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1117511A1 true SU1117511A1 (en) 1984-10-07

Family

ID=21059455

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833580290A SU1117511A1 (en) 1983-04-12 1983-04-12 Device for determination of hard material thermal conductivity

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1117511A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Осипова В.А. Экспериментальное исследование процессов теплообмена. М., Энерги , 1969, с. 41-42. 2. Авторское свидетельство СССР № 253412, кл. G 01 К 17/02, 1970. (прототип). *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100533133C (en) Heat-pipe flat-plate type measuring instrument for coefficient of thermal conductivity
US4375157A (en) Downhole thermoelectric refrigerator
CN102279065B (en) Automatic recurring device for gallium fixed points
KR20180051445A (en) Pipe leakage detection device
US4746223A (en) Meter for integrating the operating time of a steam trap
CN105352992A (en) Method for determining thermal-conduction resistance of metal foam porous medium
Zhiqiang et al. Water-in-glass manifolds for heat extraction from evacuated solar collector tubes
SU1117511A1 (en) Device for determination of hard material thermal conductivity
Jacob et al. Investigations into the thermal performance of multilayer insulation (300-77 K) Part 1: Calorimetric studies
CN207635649U (en) Semiconductor cooling device
Tiwari et al. Experimental study of evaporation in distillation
Bankvall Mechanisms of heat transfer in permeable insulation and their investigation in a special guarded hot plate
US4302943A (en) Method of measuring heat influx of a cryogenic transfer system
RU2124717C1 (en) Device measuring thermal conductivity
Degenne et al. A New Type of Heat Flowmeter for Application and Study of Insulation and Systems
SU1182242A1 (en) Vacuum cryostat
US3276243A (en) Chromatographic thermal system
SU1597707A1 (en) Apparatus for measuring heat conduction of hard materials
Sheriff et al. Sodium natural convection from a vertical plate
Hassenboehler Jr et al. A mixed flow thermal transmittance tester for textiles
SU1318879A2 (en) Device for performing differential thermoanalysis
Musgrave Thermal performance of urethane foam pipe insulation at cryogenic temperatures
SU1281928A1 (en) Calorimeter
SU669260A2 (en) Cryostat to testing machines
SU736747A1 (en) Device for measuring heat conductivity of sublimating substances