SU554486A1 - Способ измерени коэффициента теплопроводности при стационарном тепловом режиме - Google Patents

Description

1

Изобретение относнтс  к области испытаний с ирименением тепловых средств, в частности к нсследованн м теплофизических свойств материалов .

При точных измерени х коэффиниента тенлонроводност иред1 очтение отдаетс  стационарным способам, так как они более точны и легко реализуемы; дл  нзмеренн  теилонроводности достаточно создать в образце направленный тен.ювой поток известной велпчины и определить градиепт температур вдоль потока 1.

Определенный выигрьпн точиостн измерени  теплового потока может быть получен, если иснользуют два исследуемых образца, расположенных по обе стороны нагревател -источника теплового потока и регистрируют значени  темиератур поверхиостей стапдартного образна и температуры поверхности блока нагрева , коптактнрующей с исследуемым образцом 2.

Повышеиие нроизводительности измерений без сиижеии  точности но сравнению со способом 2 достигаетс  прпменепнем стандартиого образна из материала с известными зиачени ми коэффициента тен.чоироводиостн {3. Этот образец располагают вместе и исследуемым последовательно по наиравлсиию теплового потока.

Дл  вычислени  искомого коэффициента необходимо знать переиады температур по толHuine стандартного и испытуемых образцов.

Недостатком этого способа  вл етс  ногрешность нзмерений вследствие нскажающего вли ни  термопар, внедр емых в исследуемый образен.

Целью изобретеии   вл етс  повьиненне точностн нзме)енн . При этом решаетс  задача устранени  виедренн  измерителей в исследуемый образец без внесеии  погрешиости за счет неучтенных термических сопротпвлеппй .

Это достпгаетс  тем, что но предлагаемому способу исиользуют две пары образцов, из иих зпачени  толщин стандартных образцов ц температур блока нагрева выбирают равными, а значенн  толщнн испытуемых образцов - разлнчнымн , фиксируют темнературу нрн наетуплеиии станиоиариого режима и но измереииым величинам определ ют коэффпцпепт теилоироводностн .

Разнотолщннцые испытуемые образцы п одинаковой толщины стандартные образцы симметрично расиолагают по «хчну н другую сторону от блока нагрева между блоками ох .паждени .

Вывод расчетной формул1)1 осповап па равенстве теплового потока, )низываюн его двух образцов, и теи.Н)1«)го иотока.

пронизывающего стандартный образец. Выража  тепловой поток через перепады температур и соответствующие тепловые сопротпвленп , имеем

- + 2/- + - лACTACT

где /1,/2, 3 - значени  температур поверхностей блока нагрева, гор чей и холодной сторон стандартного образца, соответственно; S - значение толщины испытуемого

образца; бет - зпачепне толпи1ны стапдартпого

образца;

г - тепловое сопротивление контакта .

Объедин   полученное выражепие с подобным выражеппем дл  второй пары образцов, получаем расчетную формулу в впде

5 - о1

SCT ()i()-(t (tz 4)

Таким образом, при оиисанном способе измерени  коэффициента теилопроводности термические контактные сонротнвленн  в рабочей формуле отсутствуют, лишь требуютс  измерени  температур на нагревателе н на гор чей и холодной сторонах стандартных образцов при одинаковых услови х.

Предложенный снособ может быть реализован на устройстве, содержащем нагреватель, но одну и другую стороны которого симметрично располагают разнотолщинные иснытуемые и одинаковой толщины стандартные образцы , которые прижаты к нагревателю блоком ох ажденн . Термопары вмонтированы на блока; нагрева и на стандартных образцах посто нно.

Прн таком способе возможно измерение тенлонроводности трудно обрабатываемых материалов , упрощаетс  п быть автоматнзпрован процесс замены образцов, что дает повыптение произгюдительпостп измерегнит.

Формула и 3 о б р е т е ни  

Способ пзмерени  коэффициента теплоироводностн при стационарном тепловом режиме, состо щий в том, что нропускают тепловой поток от блока нагрева к блоку охлажденн  через последовательно расположенные между

ними исследуемый н стандартный образцы, регистрируют значенн  температур поверхностей стандартного образца н темнературы новерхности блока нагрева, контактирующей с исследуемым образцом, о т л и ч а ю щ п и с   тем,

что, с целью повышени  точности, использую: две пары образцов, причем зпаченп  толици) стандартных образцов и температур блока нагрева выбирают равнымн, а значени  толщпп испытуемых образцов различными и но измерепным зпачепи м определ ют коэффпциент тепло111)оводпост11 но формуле:

X л„ --.

SCT ()/((i-4)/(4-4)

где /ь 2, 3 - значени  температур новерхностей блока нагрева, гор чей н холодной сторон стандартного образца, соответственно; i, 2, /з - то же, дл  второй пары образнов , расиоложенных симметрично; б, б - значени  толщин иснытуемых

образцов;

бот - значенне стандартных образцов.

Источники информации, прин тые во внимание нрн экспертизе:

1.В. А. Осипова. Эксперпментальное исследование процессов теплообмена, М., «Энергн , 1969, гл. 1.

2.М. I. Laubitz. «Canadian I. ob Phys, V. 38, N° 7, p. 887, 1960.

3.D. A. Howl. «I. Nud. Mater, v. 19, № 1, p. 9, 1966.