SU765712A1 - Device for measuring thermal conductivity coefficient of electroconductive materials - Google Patents

Device for measuring thermal conductivity coefficient of electroconductive materials Download PDF

Info

Publication number
SU765712A1
SU765712A1 SU782685466A SU2685466A SU765712A1 SU 765712 A1 SU765712 A1 SU 765712A1 SU 782685466 A SU782685466 A SU 782685466A SU 2685466 A SU2685466 A SU 2685466A SU 765712 A1 SU765712 A1 SU 765712A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
rod
thermal conductivity
heater
section
sample
Prior art date
Application number
SU782685466A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Семен Ефимович Буравой
Наталья Васильевна Годвинская
Евгений Степанович Платунов
Владимир Гаврилович Карпов
Original Assignee
Ленинградский технологический институт холодильной промышленности
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 Ленинградский технологический институт холодильной промышленности filed Critical Ленинградский технологический институт холодильной промышленности
Priority to SU782685466A priority Critical patent/SU765712A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU765712A1 publication Critical patent/SU765712A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Description

II

Изобретение относитс  к теплофизическому приборостроению и предназначено преимущественно дл  использовани  в материаловедении при изучении свойств электропроводных материалов.The invention relates to thermophysical instrumentation and is intended primarily for use in materials science in the study of the properties of electrically conductive materials.

Известны экспериментальные установки , предназначенные дл  измерени  коэффициента теплопроводности методом Кольраушец состо щие из нагревател  с помешенным в него образцом, по которому пропускаетс  электрический ток l.Experimental installations are known, designed to measure the thermal conductivity by the Kolrausz method, consisting of a heater with a sample placed in it, through which an electric current l is passed.

Известна установка Г. Е. Иванчихина, предназначенна  дл  измерени  коэффициента теплопроводности электропроводных материалов 2. Устройство реализует метод Кольрауша, заключающийс  в том, что используемый образец нагреваетс  проход5ппим через него электрическим током в среде, температура которой задаетс  нагревателем. Температурное поле среды (нагревател ) может быть либо равномерным, либо параболическим, но температура среды и образца не совпадают , и имеющийс  боковой теплообмен учитываетс  в расчетной форме системой поправок Егера и Диссельхорста. Расчетна  формула дл  коэффициента теплопроводности имеет видA known installation by G.E. Ivanchikhina, designed to measure the thermal conductivity coefficient of electrically conductive materials 2. The device implements the Kohlrausch method, which means that the sample used is heated by passing through it with an electric current in an environment whose temperature is set by the heater. The temperature field of the medium (heater) can be either uniform or parabolic, but the temperature of the medium and the sample do not coincide, and the lateral heat transfer is taken into account in the calculated form by the Eger and Disselhorst corrections system. The design formula for the coefficient of thermal conductivity is

lUtlUt

(1)(one)

TV|TV |

8S98S9

где 7where is 7

-коэффициент теплопроводности стержн ,- thermal conductivity of the rod,

«"

- сила проходшпего по стержню тока,- force passed through the current bar,

UU

-падение напр жени  на рабочем участке стержн  между двум  крайними термопарами,- voltage drop in the working section of the rod between two extreme thermocouples,

еe

-длина рабочего участка стержн ,- the length of the working section of the rod,

SS

- плошадь поперечного сечени  стержн ,- rod cross section area,

бb

-температурный перепад на стержне между его средним и крайним сечени ми, который мог бы сформироватьс  в услови х адиабатической ИЗО7ШЦИИ стержн . температурный перепад на образце, который мог бы сформироватьс  в усл ви х адиабатической изол ции, св зан с температурным перепадом на обраэце в услови х опыта следующей зависи мостью: ©-A-LN,.,, где t - температурный перепад на образце между его средним крайним сечени ми в услови опыта, 6.N - введенные обозначени  комп -4n e -liin -b-temperature difference on the rod between its middle and extreme sections, which could have been formed under the conditions of the adiabatic isoderm of the rod. the temperature difference on the sample, which could have been formed under conditions of adiabatic isolation, is associated with the temperature difference on the sample under the conditions of experience by the following dependence: © -A-LN,. ,, where t is the temperature difference on the sample between its the mean extreme cross sections under the conditions of the experiment, 6.N is the introduced designation comp -4n e -liin -b

где си - эффект1тный коэффихшент теплопередачи в зазоре между стержнем и нагревателем; Г - радиус стержн .where si is the effect of the heat transfer coefficient in the gap between the core and the heater; G is the radius of the rod.

(4)(four)

N -tc-4 A,N -tc-4 A,

где tc, - температура окружающей среды (нагревател ),where tc, is the ambient temperature (heater),

to - температура стержн  в его среднем сечении.to - the temperature of the rod in its middle section.

Величина . определ етс  из опыта, что более целесообразно, путем измерени  стационарного распределени  темпертур на образце при включенном токе.Magnitude. is determined from experience, which is more appropriate, by measuring the stationary distribution of the temperature on the sample with the current on.

Таким образом, расчет поправок требует исследовани  температурного пол  вдоль образца, усложн ет процесс измерени  и снижает его точность.Thus, the calculation of corrections requires the investigation of the temperature field along the sample, complicates the measurement process and reduces its accuracy.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности и упрощение процесса измерени  коэффициента теплопроводности электропроводных материалов.The aim of the invention is to improve the accuracy and simplify the process of measuring the coefficient of thermal conductivity of conductive materials.

Зго достигаетс  тем, что в устройстве дл  измерени  коэффициента теплопроводности электропроводных материалов , имеющем нагреватель с помещенным в него образцом в виде стержн  и с трем  термопарами, закрепленными в среднем и крайних сечени х рабочего участка стержн , регулировани  мощности нагревател , между стержнем и нагревателем установлен охранный нагреватель с термопарой, закрепленной на его внутренней трубе, выполненной из высокотеплопроводного материала, например меди, а на стержне, в сечениц наход щемс  на рассто нии 1/5 дтшны его рабочего участка от середины.независимо от направлени , установлена доVoтемпературный перепад между This is achieved by the fact that in the device for measuring the thermal conductivity of electrically conductive materials, having a heater with a rod-shaped sample placed in it and with three thermocouples fixed on average and extreme sections of the working section of the rod, the power control is set a heater with a thermocouple attached to its inner tube, made of high thermally conductive material, such as copper, and on the rod, in sections, located at a distance of 1/5 dtsh our working area from the middle. regardless of direction, set to the temperature difference between

где средой и стержнем в его среднем сечении.where the medium and the rod in its middle section.

При соблюдении услови  (5) поправка на боковой теплообмен в первом приближении равна нулю, и расчетна  формула дл  коэффициента теплопроводности имеет вид:Subject to conditions (5), the correction for lateral heat transfer in the first approximation is zero, and the calculation formula for the coefficient of thermal conductivity is:

1U2 1U2

6)6)

АазлAazl

На фиг. 1 показано качественное распределение температур по длине образца (крива  а) и окружающей его среды (крива  б). Выбор сечени  Х. д2 дл  закреплени  четвертой термопары определ етс  точкой пересечени  кривых а и б, дл  которой справедливо равенство:FIG. Figure 1 shows the qualitative distribution of temperatures along the length of the sample (curve a) and its environment (curve b). The choice of X.d2 cross section for securing the fourth thermocouple is determined by the intersection point of curves a and b, for which equality holds:

f f

(7)(7)

8х. 68x. 6

поby

плотность проход5Ш1его density of passage

где стержню тока,where is the current bar

удельное сопротивление стержj н ,resistivity of rods n,

X - текуща  координата, отсчитываема  от среднего сечени  стержн .X is the current coordinate, measured from the average cross section of the rod.

На фиг. 2 схематически изображено предлагаемое устройство дл  измерени  коэффициента теплопроводности электропроводных материалов.FIG. 2 shows schematically the proposed device for measuring the thermal conductivity of electrically conductive materials.

Оно включает образец 1, выполненны в виде стержн  с уто теннык- и концами 2, помещенный во внутреннюю трубу 3 охранного нагревател  4, выполненную из вьгсокотеплопроводного материала, например меди, основной нагреватель 5, 124 полнителъна  термопара, причем термопара охранного нагревател  и дополнительна  термопара образца включены дифференциально, и введена система автоматического регулировани , котора  управл ет работой охранного нагревате;. , поддержива  нулевую разность температур между соответствующими точками охранного нагревател  и стержн . Поддержание нулевой разности температур между охранным нагревателем и стержна г в сечении, нахошпцемс  на рассто нии 1/5 длины его рабочего участка от середины, обеспечивает выполнение услови  .It includes sample 1, made in the form of a rod with shafts and ends 2, placed in the inner tube 3 of the security heater 4 made of extruded heat-conducting material, such as copper, the main heater 5, 124 of the full-length thermocouple, and the thermocouple of the security heater and the additional sample thermocouple included differentially, and introduced an automatic control system that controls the operation of the security heater ;. by maintaining a zero temperature difference between the corresponding points of the security heater and the rod. Maintaining a zero temperature difference between the security heater and the rod g in cross section, at an distance of 1/5 the length of its working area from the middle, ensures that the condition is met.

теплозащитную обопочку 6, термопары 7 и 8, закрепленные в крайних сечени х рабочего участка стержн , термопару 9, закрепленную в его среднем сечении, систему автоматического регулировани  10 и дифференциально включенные термопары 11 и 12, одна из которых закреплена на внутренней трубе 3 охранного нагревател  4, а втора  - на стержне, в сечении, наход щемс  на рассто нииheat shield wrap 6, thermocouples 7 and 8, fixed in the extreme sections of the working section of the rod, thermocouple 9, fixed in its middle section, automatic control system 10 and differentially included thermocouples 11 and 12, one of which is fixed on the inner pipe 3 of the security heater 4 , and the second - on the rod, in the section, located at a distance of

1/5 длины его рабочего участка от середины .1/5 of the length of its working area from the middle.

Температурный уровень опыта задаетс  основным нагревателем 5.The temperature level of experience is set by the main heater 5.

Центральна  зона стержн  под дейс- вием проход щего электрического тока оказываетс  перегретой относительно концов 2, играющих роль холодильников благодар  большому сечению и развитой наружной поверхности. ТемпературныйThe central zone of the rod under the action of the passing electric current turns out to be overheated relative to the ends 2, which play the role of refrigerators due to the large cross-section and developed outer surface. Temperature

перепад на стержне определ етс  по показани м термопар 7-9.the dip on the rod is determined by thermocouple readings 7-9.

Система автоматического регулировани  10 управл ет работой охранного нагревател  4 и обеспечивает выпо нение услови  (5), поддержива  нулевую разность температур между внутренней трубой охраннога нагревател  и стержнем в сечении, наход щемс  на рассто нии 1/5 длины его рабочего участка от середины стержн .The automatic control system 10 controls the operation of the security heater 4 and ensures that the condition (5) disappears, maintaining a zero temperature difference between the inner tube of the security heater and the rod in cross section that is 1/5 the length of its working section from the center of the rod.

Также измер ютс  падение напр жени  на концах рабочего участка стержн  и проход щий через него ток.The voltage drop at the ends of the working section of the rod and the current passing through it are also measured.

Использование новых элементов охранного нагревател , двух дифференциально включенных термопар и системы автоматического регулировани  - выгодн отличает предлагаемое устройство дл  измерени  коэффициента теплопроводноети электропроводных материалов, так как упрощаетс  процесс измерени , устран етс  необходимость ..определени The use of new elements of a security heater, two differentially connected thermocouples and an automatic control system favorably distinguishes the proposed device for measuring the heat conduction coefficient of electrically conductive materials, since the measurement process is simplified, the need for determination is eliminated

величин , и N values, and N

что повышает точноСМ измерени .which increases the accuracy of the SM measurement.

Предлагаемое устройство может КСпо ьзоватс  при изучении впи$ши  химического состава, структуры и режима термообработки на свойства материалов, а также при создании промышленных образцов теплофизических приборов.The proposed device can be used in the study of the initial chemical composition, structure and mode of heat treatment on the properties of materials, as well as in the creation of industrial samples of thermophysical devices.

Claims (2)

1.Осипова В. А. Экспериментальное исследование процессов теплообмена. М., Энерги , 1969, с. 195-2О5.1.Osipova V.A. Experimental study of heat transfer processes. M., Energie, 1969, p. 195-2O5. 2.Пепецкий В. Э. и др. Высокотемпературные исследовани  тепло- и электропроводности твердых тел. - М., Энерги , 1971, с. 66-67. t2. Pepetsky V.E. and others. High-temperature studies of the thermal and electrical conductivity of solids. - M., Energie, 1971, p. 66-67. t Vz 4s 0 гVz 4s 0 g
SU782685466A 1978-11-15 1978-11-15 Device for measuring thermal conductivity coefficient of electroconductive materials SU765712A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782685466A SU765712A1 (en) 1978-11-15 1978-11-15 Device for measuring thermal conductivity coefficient of electroconductive materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782685466A SU765712A1 (en) 1978-11-15 1978-11-15 Device for measuring thermal conductivity coefficient of electroconductive materials

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU765712A1 true SU765712A1 (en) 1980-09-23

Family

ID=20793955

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU782685466A SU765712A1 (en) 1978-11-15 1978-11-15 Device for measuring thermal conductivity coefficient of electroconductive materials

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU765712A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4215000A1 (en) * 1992-05-06 1993-11-11 Alexander Schrott Thermal transfer coefficient measurement appts. for quenching media for heat treating of metals - has wires welded to small electrically heated tube contg. high thermal conductivity and melting point core in each end, close to wire weld points in good electrical and thermal contact with tube.
RU2654826C1 (en) * 2017-08-22 2018-05-22 Антон Владимирович Шмаков Device for measuring heat conductivity of solid materials
RU197981U1 (en) * 2020-01-27 2020-06-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") DEVICE FOR MEASURING MATERIAL HEAT CONDUCTIVITY

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4215000A1 (en) * 1992-05-06 1993-11-11 Alexander Schrott Thermal transfer coefficient measurement appts. for quenching media for heat treating of metals - has wires welded to small electrically heated tube contg. high thermal conductivity and melting point core in each end, close to wire weld points in good electrical and thermal contact with tube.
RU2654826C1 (en) * 2017-08-22 2018-05-22 Антон Владимирович Шмаков Device for measuring heat conductivity of solid materials
RU197981U1 (en) * 2020-01-27 2020-06-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") DEVICE FOR MEASURING MATERIAL HEAT CONDUCTIVITY

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yang et al. An experimental study of natural convection heat transfer from a horizontal cylinder in high Rayleigh number laminar and turbulent regions
Brown Thermal conductivities of some metals in the solid and liquid states
SU765712A1 (en) Device for measuring thermal conductivity coefficient of electroconductive materials
US3183718A (en) Measurement of temperature of continuous strips
Andronikashvili et al. The behavior of helium II in the neighborhood of a heat radiating surface
US4162175A (en) Temperature sensors
Flynn A radial-flow apparatus for determining the thermal conductivity of loose-fill insulations to high temperatures
Brain New thermal conductivity measurements for argon, nitrogen and steam
SU913199A1 (en) Method of determination of electroconductive material thermal and electrical conductivity
Jackson et al. Thermal conductivity measurements on high-temperature fibrous insulations by the hot-wire method
SU857827A1 (en) Method of determination of material thermal conductivity
SU913198A1 (en) Method of complex determination of electroconductive material thermal physical properties
Rosch et al. Heat transfer measurements in the Bridgman configuration
SU235823A1 (en) METHOD FOR DETERMINING THERMOPHYSICAL CONSTANT MATERIALS
Rademeyer et al. The electrical resistivity of some graphite types as used in electrothermal atomic absorption spectrometry
Gopal et al. Critical point phenomena in the electrical resistivity of binary liquid systems: CS 2+ CH 3 CN and CS 2+ CH 3 NO 2
Oni et al. Insulation of a material: Effects on temperature gradient and temperature difference
RU1782320C (en) Method of determination of thermal conductivity of thin-wall pipes and bars
Allen Techniques for melting-point determination on an electrically heated refractory metal
SU1004839A1 (en) Thermal conductivity measuring device
Baughn et al. Instrument for the measurement of heat flux from a surface with uniform temperature
SU685965A1 (en) Thermal probe
Clow Measurement of Easy Direction Dispersion in Magnetic Thin Films
SU461317A1 (en) Coaxial Type Medium Temperature Thermocouple
SU452780A1 (en) Device for determining the dew point and gas hydrate temperature