SU1518751A1 - Способ измерени теплопроводности газовых и жидкостных прослоек - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области теплофизических испытаний, а именно к области измерени  теплопроводности жидких и газообразных сред. Цель изобретени  - повышение точности и упрощение измерений. Между источником и стоком теплоты размещают две пары контактирующих между собой слоев из исследуемого образца и образца сравнени . В одной паре исследуемый образец контактирует с источником теплоты, а в другой со стоком. Регистрируетс  разность температур плоскостей контактов образцов в парах. Рассто ние между источником и стоком теплоты измен ют за счет изменени  толщины исследуемых образцов. При этом добиваютс  нулевой разности температуры. О теплопроводности исследуемого образца суд т по соотношению толщин образцов и теплопроводности образца сравнени . Повышение точности по сравнению со способом-прототипом достигаетс  вследствие реализации нулевого принципа измерений, привод щего к высоким чувствительности и точности измерений. Использование различных частей общего сло  исследуемого вещества в качестве испытуемых образцов в двух теплопровод щих цеп х обеспечивает упрощение измерений. 1 з.п. ф-лы. 1 ил.

Description

Изобрете1ше относитс  к теплофи- зическим измерени м и может быть использовано дл  измерени  теплопровод- жидких и газообразных веществ.

Цель изобретени  - повышение точности и упрощение измерений.

На чертеже представлено устройство дл  реализации предлагаемого способа .

Устройство состоит из электронагревател  1, температуровыравнивакицей пластины 2, стока 3 теплоты, образцов 4 сравнени , одинаковой толщины, установленных заподлицо соответственно с температуровыравнивающей пластиной 2 и стоком 3 теплоты, между которыми размещен слой исследуемого вещества 5. В поверхности образцов 4 сравнени , обращенных к слою исследуемого вещества 5, вмонтированы спаи дифференциальной термопары 6, подключенной к.нуль-индикатору 7. Элементы устройства защищены от теплообмена с окружающей средой теплоизол ционным корпусом, состо щим из неподвижньпс частей 8, на которой закреплены направл ющие 9 с плитой 10, и подвижной части 11, имеющей возможность перемеел

00

СП

щатЬс  по направл ющим 9 с помощью механизма 12 перемещени . Контроль толщины сло  исследуемого вещества, т.е. перемещени  лодвижной части теп лоизол ционного корпуса 11 относительно неподвижной части 8, осуществл етс  индикатором 13 перемещений, размещенным в плите 10.

Способ осуществл ют следующим об- разом.

С помощью механизма 12 перемещени  поднимают подвижную часть 11 теплоизол ционного корпуса по направл ющим 9. Заливают определенный объем исследуемой жидкости в полость неподвижной части 8 теплоизол ционного корпуса. Включают нагреватель 1 и начинают опускать с помощью механизма 12 перемещени  подвижную часть 11 теплоизол ционного корпуса до соприкосновени  температуровыравнивающей пластины 2 со слоем исследуемой жидкости 5. После установлени  показаний нуль-индикатора постепенно опус- кают с помощью механизма 12 перемещени  подвижную часть 11 теплоизол ционного Корпуса до тех пор пока показани  нуль-индикатора в стационарном режиме теплопередачи не будут ра ны нулю. После достижени  этого услови  определ ют теплопроводность сло  исследуемой жидкости по формуле

-Я,1-,

(I) 35

где , 1 - соответственно, теплопроводность и толщина сло  исследуемой жидкости; ., 1 - то же дл  образцов сравнени .

Если исследуемое вещество  вл етс  газообразным, то устройство, реа- лизуюцее предлагаемый способ, анало- гично представленному за исключением того, что полость между подвижной частью 11 и неподвижной частью 8 теп- лризол ционного корпуса выполн етс  герметичной и снабжаетс  штуцерами дл  заполнени  ее исследуемым газообразным веществом.

Повышение точности по сравнению со способом-прототипом достигаетс  за счет нулевого принципа измерений, предъ вл ющего минимальные требовани  к измерителю разности температур и позвол ющему регистрировать наступление нулевой разности темпера

д

5

0

5 п

5

тур с высокими чувствительностью и точностью. Использование различных частей одного и того же сло  исследуемого материала в качестве исследуемых образцов в двух теплопровод - щих цеп х обеспечивает упрощение процесса измерений.

Пример. Дл  испытани  жидкостей использовалось устройство, схематически представленное на чертеже. Полость неподвижной части 8 теплоизол ционного корпуса имела цилиндрическую форму диаметром 150 мм. Подвижна  часть 11 теплоизол ционного корпуса имела цилиндрическую форму диаметром 146 мм. Образцы сравнени  были вьтолнены в виде половинок диска из органического стекла, диаметр дисков 10 мм, толи;ина 2 мм. Высокотеплопровод щие элементы 2 и 3 быпи вьтолнены из меди диаметпом 100 и толщиной 2 мм. Максимальна  толщина сло  исследуемого вещества составл ла 4 мм .

Проведены .измерени  теплопроводности вазелинового масла, полиметил- силоксановой жидкости и глицерина при 313 К. После уравновешивани  измерительной схемь; в стационарном режиме теплопередачи значени  1 дл  этих жидкостей составл ли соответственно , мм: 1,28, 1,53 и 2,69. Теплопроводность органического стекла при 313 К равна 0,197 Вт/(м-К)-В результате , получены теплопроводность, Вт/(м К):

Вазелиновое масло 0,126 Полиметилсилоксанова  жидкость 0,151 Глицерин0,265,

что хорошо согласуетс  с литературными данными. Пределы измерени  данного устройства 0,03-0,4 Вт/().

Таким образом, предлагаемый способ может найти применение дл  массовых измерений теплопроводности жидких и газообразных сред в различных отрасл х народного хоз йства.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   1, Способ измерени  теплопроводности газовых и жидкостных прослоек, заключающийс  в создании двух параллельных тепловых потоков между источниками и стоками теплоты с равными температурами, один из которых пропускают последовательно через иссле5 15

   дуемый образец и образец сравнени , а другой через сравнени  н исследуемый образец, в измерении разности температур поверхностей контактов двух пар образцов, о т л и - (Чающийс  тем, что; с целью псвьниени  точности, измен ют толщины исследуемых образцов, поддержива  их равными между собой, до состо ни , при котором измер ема  разность тем18751

   ператур будет равна нулю, а искомую величину определ ют по соотношению толщин исследуемых образцов и образцов сравнени .
2. 2. Способ по п.1, отличающий с   тем, что, с целью упрощени  измерений, в качестве исследуемы 1Q образцов используют различные части одного сло  исследуемого вещества.

   тз

   2 Ц

   vY

   П

   10

   tf