SU1545148A1 - Устройство дл определени теплофизических характеристик зернистых материалов - Google Patents
Устройство дл определени теплофизических характеристик зернистых материалов Download PDFInfo
- Publication number
- SU1545148A1 SU1545148A1 SU874308251A SU4308251A SU1545148A1 SU 1545148 A1 SU1545148 A1 SU 1545148A1 SU 874308251 A SU874308251 A SU 874308251A SU 4308251 A SU4308251 A SU 4308251A SU 1545148 A1 SU1545148 A1 SU 1545148A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- cells
- heat
- heater
- determining
- granular materials
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к теплофизическим измерени м и может быть использовано дл определени и контрол теплопроводности, теплоемкости и температуропроводности зернистых материалов. Целью изобретени вл етс повышение точности определени искомых характеристик за счет замены температурных измерений теплопоточными. Дл этого в устройство дополнительно введены две аналогично имеющимс измерительные чейки с тепломерами, которые установлены перпендикул рно тепломерам в имеющихс чейках. В одну из пар взаимно перпендикул рных чеек введены пластины разной толщины из эталонного материала, а нагреватель и холодильник выполнены общими дл всех чеек. 2 ил.
Description
Изобретение относитс к теплофизи- ческим измерени м и может быть использовано дл определени и контрол теплофизических свойств зернистых материалов.
Целью изобретени вл етс повышение точност измерени теплофизических характеристик зернистых материалов за счет замены температурных измерений теплопоточными.
Введение в конструкцию устройства двух дополнительных измерительных чеек позвол ет определить теплофизичес- кие характеристики исследуемого материала методом компарировани со стандартными образцами.
На фиг.1 приведена схема устройства; на фиг.2 - схема многослойной пластины (измерительной чейки).
Устройство состоит из четырех измерительных чеек, образованных парами тепломеров 1 и2, Зи4, 5и6, 7 и 8, смонтированных соответственно на обращенных друг к другу поверхност х холодильника 9 и нагревател 10, в которые вмонтированы-датчики 11 и 12 температуры, используемые дл регулировани режимов термостатировани и определени температуры отнесени по- , лученных результатов измерений. Нагреватель 10 установлен в полости, образованной внутренними стенками холодильника 9. Дл задани величины зазора между тепломерами 1 и 2, 3 и 4, 5и6,-7и8в устройство введены съемные плоские диетакционирующие пластины 13 и 14, изготовленные из материалов, аттестованных в качестве
Ъа А
ел
ЬшД
ьЈь 00
образцовых мер теплопроводности и Теплоемкости. Измерительные чейки , разделены между собой съемными тепло- влагоизол ционными вкладыйами 15. В рабочем положении чейки, образованные тепломерами 1 и 2, 3 и 4, помещают исследуемый зернистый материал 16. йри аттестации устройства в эти чейки , т.е. образованные тепломерами 1 Л 2, 3 и 4, помещают съемные стандартные образцы, которые выполнены в виде пластины из материала, аттестованного 4 качестве образцовой меры теплопро- 4одности и теплоемкости.
Устройство работает следующим образом .
При установке нагревател 10 в г|олость холодильника 9 в измерительные чейки, образованные тепломерами f и 6, 7и8, помещают диетакционирующие пластины 13 и 14 равной толщи- Йы, прижимают их подвижным нагревате- 4ем 10 к холодильнику 9. Затем встав- Л ют теплоизол ционные вкладыши 15 н чейки9 образованные тепломерами 1 и 2, 3 и 4, засыпают исследуемый Дернистый материал 16, обеспечива при этом одинаковую плотность образцов Задают посто нную и одинаковую ркорость изменени температуры нагре- )ател 9 и холодильника 10 и по ре- Йультатам измеренных плотностей теп- Лового потока рассчитывают искомые ве Йичины по формулам
Ан0вр Usj-qJ j- (Q +Яй) Тн, аТ ТаГ+ Й
(1)
,0 (cn) JLS2- . ;
foe (C
Ъ
А Н06Р .
(2)
06 ТНрТГ&н
i U ) 4 зналДЦаг аь -з г+айЙ
Tq,-qJ-rq -qJlL i+q J-1-Tq,
50
(3)
де fy - эталонна теплопроводность; ср- объемна теплоемкость; а - температуропроводность; q . плотность теплового потока; i - номер тепломера (1,2„.,.8) 5 UH06p f Н|Нй| - разность толщины образцов 16 исследуемого материала;
0
5
0
5
(-НЭ1| - эталонна разность толщины дистанционирующих пластин 13 и 14.,
Расчетные формулы (1) - (3) получают из решени задачи нестационарной теплопроводности при двухстороннем нагреве неграниченной однородной пластины толщиной 2Н с неизмен ющейс разностью температур ее поверхностей (т.е. При нагреве в квазистационарном тепловом режиме) при следующих начальных и граничных услови х:
Т(х,Ј 0) Т02 +0,5(Т0,-Тог)(1+ Ј)-,
Т(х Н,Ъ) Т0,+ b-tr ; (4)
т(х -н,)т02+ ь-г;
где T0t, TQ - начальные значени температуры поверхностей пластины;
Ъ - скорость изменени температуры; V - врем ;
х - координата по толщине пластины.
Решение уравнени нестационарной
теплопроводности при 2 дл температуры и температурного градиента в сечении (X х/Н) имеет вид
ън2 Т(х/г) 0,5(Т0,+Т02) + 22 (F0 - 0,5) +
+ 0,5(T01-TnJ x + gV- .
L0l -Qt
2a
0
5
0
5
T«- T02
Ъ-Н
2H
x
(5)
Кажда из измерительных чеек устройства в рабочем состо нии представл ет собой симметричную относи- тельно прин того начала координат многослойную пластину (фиг.2), установленную между холодильником 9 и нагревателем 10 и состо щую из последовательно расположенных контактного сло 17 толщиной hч и температуропроводностью а, между холодильником 9 и соответствующим тепломером 1 (или 3,5 и 7) толщиной hn и температуропроводностью а2, контактного сло 18 толщиной Ь5 и температуропроводностью а, между тепломером 1 (или 3,5 и 7) и исследуемым материалом 16 (или эталонным материалом дистанционирующих пластин 13 и 14), сло материала толщиной 2h). и температуропроводэкв
51545148
ностью а. (исследуемого 16 или эта- ны толщиной 2Н лонного 13 или 14), контактного сло времени 19 толщиной hj и температуропроводностью а между материалом 16 (или „. .Т(НЭКВ ,Ј) - Т(-НЭК6,Ј) Ј--
Л э(с в
x(q,, +
в каждый момент
Н:
5
13 и 14) и тепломером 2 (или 4,6 и 8), (9)
тепломера 2 (или 4,6 и 8) толщиной Ьг нэка
и температуропроводностью а, и кон- /-, „
on -n.Согласно выражению (7) дл каждой
тактного сло 20 толщиной h. и темпе-„
измерительной чейки можно записать
ратуропроводностью а, между тепломе- in ,ч.
X / 7 ти формулу дл расчета эквивалентной пором 2 (или 4,6 и 8) и нагревателем 10.
Дл расчета температур и плотностей теплового потока в многослойной пластине воспользуемс решением (4) и (5), полученным дл однородной тины, заменив действительные толщины эквивалентными исход из соотношени
oepi
51 $1мй. , i 1,2,3,4,
экв
h (6)
9Ke a,j, с учетом (6), полу-
Если а
чаем следуюп ее выражение эквивалентной полутолщины Нэкь рассматриваемой многослойной пластины
НЭКБ - ЬГ
+ Чг1 и
(7)
При нагревании в квазистационарном тепловом режиме распределение плотностей теплового потока по толщине однородной /эквивалентной) пластины линейное, а сумма плотностей теплового потока в сечени х, равноудаленных от геометрического центра пластины и имеющих координаты х и х2 -х , вл етс величиной посто нной , что следует из подстановки знаЗТ чений величины х- при х х и
х х в сумму
q(x,)+q(xe) Ц(Г9-1)) +
+ (-Э-хУ; q(xj + q(x2) ne. (8)
ПЭК6
где 7v ЭК6 9v4 .
Из уравнени (4) с учетом (8) полу чаем выражение разности температуры на поверхност х эквивалентной пластиэкв
Т(-НЭК6,Ј) Ј--
в каждый момент
ЈН:
н в
oepi
20
.M lf+h«ePi UH06P5 Hj...Zh:J +b9li
ЭК в HI
пэкв iv L.
i-h:-f-a76+h + (Ш)
где ho6P,ho6pz- полутолщины исследуемых образцов;
h9l, - полутолщины эталонных образцов.
После подстановки значений эквивалентных полутолщин измерительных чеек из выражени (10) в (9) получаем систему уравнений
h. h
(Т т ) 71 a; ho6P, lTM-Tx i7Г
Л
ОБО
40
4S
50
где Тни Тх - температуры нагревате- 55л и холодильника, измер емые посредством датчиков 12 и 11 температуры;
V
- плотности теплового потока , измеренные посредством тепломеров 1.0.8;
ospi э теплопроводности исследуемого (16) и эталонного (13 и 14) образцов которые дл своих чеек играют роль
ЧЬкв.
Решив систему СИ) относительно Л|бр получаем формулу (1) дл расчета теплопроводности исследуемого зернистого материала при нагревании в ква- з гстационарном режиме в за вл емом устройстве.
Использу уравнение (5), записываем выражение дл расчета разности плотностей теплового потока в рав- н удаленных от геометрического центра сучени х однородной пластины, т.е. -- -:,:
Bix( и х, дл которых xci х, а(Х(),. q(xa) :H(x.)
ср-Ъ-2Ц-х,
(12)
Так как в нестационарном режиме тепломер измер ет плотность теплового потока, проход щего через его гео
,
метрический центр, измерительную чейку предлагаемого устройства рассмат- решаем как многослойную пластину тол- псиной, равной рассто нию между гео- Метрическими центрами тепломеров в
чейке. i
Использу введенное выше пон тие эквивалентной полутолщины (7), запи- с гааем дл каждой измерительной чей- кй значени величины Нх., вход щие в формулу (12).
+ UHpsp ;
52 + h а
Э1
5
аэкв
а
-f-D+h3t+ №,. (13)
После подстановки выражений (13) в (12) получаем систему уравнений
1, ьввр|;
2(ср)ОБр. ъф
15-
,б 2(ср)э.ъ(™ +
47 - 1;
2(срХ,.
(14)
2Q
25
30
35
0
45
50
5
Решив систему уравнений (14) отнот сительно (ср)ОБр, получаем формулу (2) дл расчета объемной теплоемкости исследуемого материала. Исход из формул () и (2) и соотношени а0ер оБр/(ср) олучаем формулу (3) дл расчета температуропроводности исследуемого образца.
Из анализа формул (1) и (3) следует ,,что дл определени теплофиэи- ческих характеристик не требуютс измерени малых изменений температур в пространстве и во времени, что позвол ет повысить точность определени теплофизических характеристик материалов.
Положительный эффект от внедрени предлагаемого устройства достигаетс за счет повышени точности измерений благодар введенным дополнительным , измерительным чейкам, которые позвол ют определить теплоемкость и теплопроводность методом компари- ровани со стандартными образцами и исключить вли ние контактных термических сопротивлений и контактных емкостей ,,
Claims (1)
- Поверка устройства осуществл етс по стандартным образцам, при этом погрешность не превышает удвоенной погрешности аттестации образцовых мер. Формула изобретениУстройство дл определени тепло- физических характеристик зернистых материалов, содержащее две плоские измерительные чейки с регулируемой шириной зазора дл размещени образцов, кажда из которых образована парой параллельно установленных тепломеров, один из которых размешен на общемнагревателе, а второй - на холодильнике , и снабженных.датчиками температуры , отличающеес тем, что, с целью повышени точности определени искомых характеристик, в устройство дополнительно введены две аналогичные имеющимс измерительные чейки,,тепломеры которых установлены перпендикул рно тепломерамимеющихс чеек, в одну из пар взаимно перпендикул рных чеек введены съемные дистанционирующие пластины разной толщины из эталонного материала , нагреватель и холодильник выполнен общими дл всех чеек, разделенных между собой тепловлагоиэол - ционными вкладышами, причем нагреватель выполнен подвижным.КV 3Фиг.19 /17 ,18/1ty(S)(D16(3)(1ti Фие.219гШШ)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874308251A SU1545148A1 (ru) | 1987-09-24 | 1987-09-24 | Устройство дл определени теплофизических характеристик зернистых материалов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874308251A SU1545148A1 (ru) | 1987-09-24 | 1987-09-24 | Устройство дл определени теплофизических характеристик зернистых материалов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1545148A1 true SU1545148A1 (ru) | 1990-02-23 |
Family
ID=21328575
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU874308251A SU1545148A1 (ru) | 1987-09-24 | 1987-09-24 | Устройство дл определени теплофизических характеристик зернистых материалов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1545148A1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5667301A (en) * | 1992-09-10 | 1997-09-16 | Universite De Nantes, Laboratoire De Thermocinetique De L'isitem | Device for measuring the heat conductivity or heat capacity of an injectable or non-injectable material |
US6116777A (en) * | 1996-09-10 | 2000-09-12 | Pause; Barbara Hildegard | Procedure and device for the measurement of thermophysical characteristics of textiles and other plate-like materials |
FR2818739A1 (fr) * | 2000-12-21 | 2002-06-28 | Cirad | Capteur, systeme et procede pour caracterisation d'un milieu par mesure active thermique, application au suivi des huiles de friture |
RU2629898C1 (ru) * | 2016-10-27 | 2017-09-04 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт холодильной промышленности" (ФГБНУ ВНИХИ) | Устройство для определения коэффициента теплопроводности волокнистых пищевых продуктов животного происхождения |
-
1987
- 1987-09-24 SU SU874308251A patent/SU1545148A1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 911275, кл, G 01 N 25/18, 1982. Авторское свидетельство СССР № 813219, кл. G 01 N 25/18, 1981. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5667301A (en) * | 1992-09-10 | 1997-09-16 | Universite De Nantes, Laboratoire De Thermocinetique De L'isitem | Device for measuring the heat conductivity or heat capacity of an injectable or non-injectable material |
US6116777A (en) * | 1996-09-10 | 2000-09-12 | Pause; Barbara Hildegard | Procedure and device for the measurement of thermophysical characteristics of textiles and other plate-like materials |
FR2818739A1 (fr) * | 2000-12-21 | 2002-06-28 | Cirad | Capteur, systeme et procede pour caracterisation d'un milieu par mesure active thermique, application au suivi des huiles de friture |
RU2629898C1 (ru) * | 2016-10-27 | 2017-09-04 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт холодильной промышленности" (ФГБНУ ВНИХИ) | Устройство для определения коэффициента теплопроводности волокнистых пищевых продуктов животного происхождения |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3567367B1 (en) | Steady-state test method for heat-conducting property in the direction along plane of sheet material | |
CN101126729B (zh) | 双热流计稳态法材料热导率测量方法 | |
CN101290299B (zh) | 一种可变导热系数的测量装置及方法 | |
SU1545148A1 (ru) | Устройство дл определени теплофизических характеристик зернистых материалов | |
Yang et al. | Construction and calibration of a large-area heat flow meter apparatus | |
US4155244A (en) | Apparatus for determining thermal conductivity of materials | |
CN111307858A (zh) | 常功率平面热源非稳态多单元热导率测试仪及测试方法 | |
SU1165957A1 (ru) | Способ определени теплофизических характеристик плоских образцов материалов и устройство дл его осуществлени | |
Gilbo | Experiments with a guarded hot plate thermal conductivity set | |
JP3953170B2 (ja) | 比熱測定方法及び示差走査熱量計 | |
SU1684643A1 (ru) | Устройство дл определени теплопроводности материалов | |
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 | |
SU1073663A1 (ru) | Способ комплексного определени теплофизических характеристик материалов | |
RU2752398C1 (ru) | Способ совокупного измерения теплопроводности разнородных твердых материалов и устройство для его осуществления | |
SU911275A1 (ru) | Устройство дл определени теплофизических характеристик материалов | |
Brzezinski et al. | Effects of interface resistance on measurements of thermal conductivity of composites and polymers | |
SU1069527A1 (ru) | Способ определени теплофизических характеристик материала под давлением | |
SU911274A1 (ru) | Устройство дл определени теплопроводности жидкостей и газов | |
Stephenson | A procedure for determining the thermal diffusivity of materials | |
RU2788562C1 (ru) | Способ определения комплекса теплофизических характеристик твердых строительных материалов | |
SU1529091A1 (ru) | Способ измерени теплофизических характеристик материалов | |
SU1539631A1 (ru) | Способ определени теплопроводности материалов | |
RU2746238C1 (ru) | Способ контроля степени исчерпания защитных свойств сыпучего сорбента | |
SU1642345A1 (ru) | Способ определени теплопроводности материалов | |
CN108828003A (zh) | 一种固体材料接触热阻测量装置及测量方法 |