SU797331A1 - Device for measuring radiation capacity of heat insulating materials - Google Patents

Device for measuring radiation capacity of heat insulating materials Download PDF

Info

Publication number
SU797331A1
SU797331A1 SU792815250A SU2815250A SU797331A1 SU 797331 A1 SU797331 A1 SU 797331A1 SU 792815250 A SU792815250 A SU 792815250A SU 2815250 A SU2815250 A SU 2815250A SU 797331 A1 SU797331 A1 SU 797331A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
disk
heater
emissivity
sample
accuracy
Prior art date
Application number
SU792815250A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
И.М. Баскин
Л.Я. Падерин
П.И. Пушков
Е.И. Хелемеля
Original Assignee
Предприятие П/Я Г-4903
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 Предприятие П/Я Г-4903 filed Critical Предприятие П/Я Г-4903
Priority to SU792815250A priority Critical patent/SU797331A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU797331A1 publication Critical patent/SU797331A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Description

Изобретение относится к области теплофизики, в частности к устройствам для определения излучательной способности теплоизоляционных материалов и покрытий.The invention relates to the field of thermophysics, in particular to devices for determining the emissivity of heat-insulating materials and coatings.

Известно устройство для исследования излучательной способности поверхности и покрытия на ней, содержащее вакуумную емкость, в которой помещен образец, нагреваемый электрическим током [1].A device for studying the emissivity of a surface and coating on it is known, containing a vacuum container in which a sample is heated by electric current [1].

Недостатком этого устройства является то, что можно исследовать излучательную способность только электропроводящих материалов.The disadvantage of this device is that it is possible to study the emissivity of only electrically conductive materials.

Наиболее близким к изобретению является устройство для определения излучательной способности теплоизоляционных материалов, содержащее вакуумную камеру, плоский радиационный нагреватель с отверстием, блок теплоизоляции, узел вращения исследуемого объекта и датчик [1].Closest to the invention is a device for determining the emissivity of heat-insulating materials, containing a vacuum chamber, a flat radiation heater with a hole, a thermal insulation unit, a rotation unit of the object under study and a sensor [1].

Недостатком известного устройства является низкая точность определения излучательной способности образца, так как практически невозможно обеспечить равенство температур исследуемого образца и модели черного тела. Кроме того, клиновидная щель, использованная в устройстве, является несовершенной моделью черного тела.A disadvantage of the known device is the low accuracy of determining the emissivity of the sample, since it is almost impossible to ensure equal temperatures of the studied sample and the blackbody model. In addition, the wedge-shaped gap used in the device is an imperfect model of the black body.

'‘•А''•A

Цель изобретения — повышение точности измерения.The purpose of the invention is to improve the accuracy of measurement.

Цель достигается тем, что в устройстве для определения излучательной способно5 сти теплоизоляционных материалов, содержащем вакуумную камеру, плоский радиационный нагреватель с отверстием, блок теплоизоляции, механизм вращения исследуемого объекта и датчик излучения, меж10 ду нагревателем и исследуемым объектом установлен плоский диск с отверстием, выполненный из теплопроводного материала, при этом обе поверхности диска и рабочая поверхность нагревателя имеют покрытие 15 с известной излучательной способностью.The goal is achieved by the fact that in the device for determining the emissivity of heat-insulating materials containing a vacuum chamber, a flat radiation heater with an aperture, a heat insulation unit, a rotation mechanism of the test object and a radiation sensor, a flat disk with a hole is installed between the heater and the test object, made of heat-conducting material, while both surfaces of the disk and the working surface of the heater have a coating 15 with known emissivity.

На фиг. 1 схематически изображено устройство; на фиг. 2 представлены зависихмости излучательной способности покрытия КО-818 на металле (9) и на теплоизо20 ляционном материале (10).In FIG. 1 schematically shows a device; in FIG. Figure 2 shows the dependences of the emissivity of the KO-818 coating on metal (9) and on heat-insulating material (10).

Оно содержит вакуумную камеру 1, расположенный в ней плоский радиационный нагреватель 2 с установленными на нем датчиками температуры 3, механизм вра25 щения исследуемого объекта 4, датчик лучистых потоков 5 и препарированный датчиками температуры 6 плоский металлический диск 7. Поверхности нагревателя и диска имеют покрытие с известной излуча30 тельной способностью. Исследуемый объект устанавливают на узле вращения параллельно диску и нагревателю.It contains a vacuum chamber 1, a flat radiation heater 2 located in it with temperature sensors 3 mounted on it, a rotation mechanism for the test object 4, a radiant flux sensor 5 and a flat metal disk 7 prepared by temperature sensors 6. The surfaces of the heater and the disk are coated with a known emissivity30. The object under study is mounted on a rotation unit parallel to the disk and the heater.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

В процессе испытаний (нагрева образца) после выхода на стационарный тепловой режим нагревателя и диска образец приводят во вращение и с помощью датчика измеряют плотность лучистого потока от образца. Кроме того, при этом измеряют температуры нагревателя и диска. Излучательную способность исследуемого образца определяют по формуле:In the process of testing (heating the sample) after reaching the stationary thermal mode of the heater and the disk, the sample is rotated and the density of the radiant flux from the sample is measured with a sensor. In addition, the temperature of the heater and the disk are measured. The emissivity of the test sample is determined by the formula:

g _ ^датч. + εηρ'σ(^2 _____ ^-^(7^-7^) -1) а Л^^датч/®.0]74. g _ ^ sensors + ε ηρ ' σ (^ 2 _____ ^ - ^ (7 ^ -7 ^) -1) and Л ^^ sensor / ®. 0 ] 74 .

где εΠρ — приведенная степень черноты системы нагреватель — диск, равная е ______£2£7_____where ε Π ρ is the reduced degree of blackness of the heater - disk system, equal to e ______ £ 2 £ 7_____

-Пр '— ε2 Т ε7 — ε2ε7 σ — постоянная Стефана — Больцмана;-Pr '- ε 2 T ε 7 - ε 2 ε 7 σ - Stefan – Boltzmann constant;

Т2, Т?', Та — температуры нагревателя, диска и образца соответственно;T 2 , T? ', Ta - temperature of the heater, disk and sample, respectively;

е2; 87; 8з — степени черноты нагревателя, диска и образца соответственно.e 2 ; 87; 8c - degrees of blackness of the heater, disk and sample, respectively.

В том случае, когда образец вращается с достаточно высокой скоростью, которая может быть определена расчетным или экспериментальным путем, датчик лучистого потока измеряет плотность собственного излучения исследуемой поверхности образца.In the case when the sample rotates at a sufficiently high speed, which can be determined by calculation or experimentally, the radiant flux sensor measures the density of the intrinsic radiation of the studied surface of the sample.

Диск 7 в предложенном устройстве выполняет двойную функцию. Во-первых, с учетом известности степени черноты поверхностей диска и нагревателя и простоты измерения их температур, достаточно точно определяются излучательная способность и температура исследуемой поверхности образца. Во-вторых, соответствующим подбором материала и толщины диска можно достигнуть изотермичности диска и, глав7117331 ное, исследуемой поверхности образца, что также позволяет повысить точность определения излучательной способности.Disk 7 in the proposed device performs a dual function. First, taking into account the known degree of blackness of the surfaces of the disk and the heater and the simplicity of measuring their temperatures, the emissivity and temperature of the studied surface of the sample are determined quite accurately. Secondly, by appropriate selection of the material and the thickness of the disk, it is possible to achieve isothermality of the disk and, most importantly, the studied surface of the sample, which also improves the accuracy of determining the emissivity.

Из фиг. 2 видно, что точность измере5 ния излучательной способности лежит в пределах, характерных для измерения излучательной способности покрытий на металлах. т. е. определена с точностью 5%; в то время как известные устройства для о определения излучательной способности неметаллов имеют погрешности не менее 10%, так как погрешности измерения температуры поверхности неметаллов считаются удовлетворительными, если они состав5 ляют2—3%, то погрешность измерения излучательной способности составит 8—12%. Таким образом, данное устройство позволяет повысить точность измерения по сравнению с прототипом примерно в 2 раза.From FIG. Figure 2 shows that the accuracy of measuring the emissivity lies within the limits characteristic of measuring the emissivity of coatings on metals. i.e., determined with an accuracy of 5%; while the known devices for determining the emissivity of non-metals have errors of at least 10%, since the errors in measuring the surface temperature of non-metals are considered satisfactory if they are 2–3%, the error in measuring the emissivity will be 8–12%. Thus, this device allows to increase the measurement accuracy compared with the prototype by about 2 times.

Claims (2)

8 усганавливают на узле вращени  параллельно диску и нагревателю. Устройство работает следующим образом . В процессе испытаний (нагрева образца) после выхода на стационарный тепловой режим нагревател  и диска образец привод т во вращение и с помощью датчика измер ют плотность лучистого потока от образца . Кроме того, при этом измер ют температуры нагревател  и диска. Излучательную способность исследуемого образца определ ют по формуле: датч. .р-°() T,() а А ZZ , где епр - приведенна  степень черноты системы нагреватель - диск, равна  -2 Т -7 7 О - посто нна  Стефана - Больцмана; 2, Tf, TS - температуры нагревател , диска и образца соответственно; 2, ел , 88 - степени черноты нагревател , диска и образца соответственно. В том случае, когда образец вращаетс  с достаточно высокой скоростью, котора  может быть определена расчетным или экспериментальным путем, датчик лучистого потока измер ет плотность собственного излучени  исследуемой поверхности образца . Диск 7 в предложенном устройстве выполн ет двойную функцию. Во-первых, с учетом известности степени черноты поверхностей диска и нагревател  и простоты измерени  их температур, достаточно точно определ ютс  излучательна  способность и температура исследуемой поверхности образца . Во-вторых, соответствующим подбором материала и толщины диска можно достигнуть изотермичности диска и, главное , исследуемой поверхности образца, 4tO также позвол ет повысить точность определени  излучательной способности. Из фиг. 2 видно, что точность измерени  излучательной способности лежит в пределах, характерных дл  измерени  излучательной способности покрытий на металлах , т. е. определена с точностью 5%; в то врем  как известные устройства дл  определени  излучательной способности неметаллов имеют погрешности не менее 10%, так как погрешности измерени  температуры поверхности неметаллов считаютс  удовлетворительными, если они составл ют 2-3 %, то погрешность измерени  излучательной способности составит 8-12%. Таким образом, данное устройство позвол ет повысить точность измерени  по сравнению с прототипом примерно в 2 раза. Формула изобретени  Устройство дл  определени  излучательной способности теплоизол ционных материалов , содержащее вакуумную камеру, в которой расположен плоский радиационный нагреватель с отверстием, блок теплоизол ции , механизм вращени  исследуемого объекта и датчик излучени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени , между нагревателем и исследуемым объектом установлен плоский диск с отверстием, выполненный из теплопроводного материала, при этом обе поверхности диска и, рабоча  поверхность нагревател  имеют покрытие с известной излучательной способностью. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Излучательные свойства твердых материалов . Под редакцией А. К. Шейдлина, М., Энерги , 1974, с. 151. 8 is mounted on the rotation assembly in parallel with the disk and the heater. The device works as follows. During the tests (heating the sample) after the heater reaches the steady-state thermal conditions, the sample is rotated and the density of the radiant flux from the sample is measured using a sensor. In addition, the temperatures of the heater and the disk are measured. The emissivity of the test sample is determined by the formula: Dan. .r ° () T, () a ZZ, where epr is the degree of blackness of the heater – disk system, is -2 T –7 7 O — Stefan – Boltzmann constant; 2, Tf, TS are the temperatures of the heater, the disk and the sample, respectively; 2, ate, 88 — degrees of blackness of the heater, disk, and sample, respectively. In the case when the sample rotates at a sufficiently high speed, which can be determined by calculation or experimentally, the radiant flux sensor measures the intrinsic density of the sample surface under investigation. The disk 7 in the proposed device performs a dual function. First, taking into account the degree of blackness of the disk surfaces and the heater, and the simplicity of measuring their temperatures, the emissivity and temperature of the sample surface under study are determined quite accurately. Secondly, by appropriate selection of the material and the thickness of the disk, the isothermality of the disk and, most importantly, the sample surface under investigation can be achieved, 4tO also allows to increase the accuracy of emissivity determination. From FIG. 2 that the accuracy of measuring the emissivity lies within the limits characteristic of measuring the emissivity of coatings on metals, i.e. determined with an accuracy of 5%; While the known devices for determining the emissivity of nonmetals have an error of at least 10%, since the measurement errors of the surface temperature of nonmetals are considered satisfactory if they are 2-3%, the measurement error of the emissivity will be 8-12%. Thus, this device allows to increase the measurement accuracy in comparison with the prototype by about 2 times. Apparatus of the Invention A device for determining the emissivity of thermal insulating materials, comprising a vacuum chamber in which a flat radiation heater with an opening is located, a thermal insulation unit, a rotation mechanism of an object under study, and an emission sensor, characterized in that, in order to improve measurement accuracy, between a heater and The object under study has a flat disk with a hole made of heat-conducting material, with both surfaces of the disk and, the working surface of the heater having a coating with a known emissivity. Sources of information taken into account in the examination 1. The radiative properties of solid materials. Edited by A. K. Sheydlin, M., Energie, 1974, p. 151. 2.Излучательные свойства твердых материалов . Под редакцией А. К. Шейдлина, М., Энерги , 1974, с. 139-140 (прототип).2. Radiating properties of solid materials. Edited by A. K. Sheydlin, M., Energie, 1974, p. 139-140 (prototype). 5 J5 j xxx- J о oo - fSxxx- J ooo - fS
SU792815250A 1979-08-24 1979-08-24 Device for measuring radiation capacity of heat insulating materials SU797331A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792815250A SU797331A1 (en) 1979-08-24 1979-08-24 Device for measuring radiation capacity of heat insulating materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792815250A SU797331A1 (en) 1979-08-24 1979-08-24 Device for measuring radiation capacity of heat insulating materials

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU797331A1 true SU797331A1 (en) 1982-07-07

Family

ID=20848705

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792815250A SU797331A1 (en) 1979-08-24 1979-08-24 Device for measuring radiation capacity of heat insulating materials

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU797331A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2610552C1 (en) * 2015-11-05 2017-02-13 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") Device to measure integral hemispherical emissivity of partially transparent materials

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2610552C1 (en) * 2015-11-05 2017-02-13 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") Device to measure integral hemispherical emissivity of partially transparent materials

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Meissner et al. Experimental evidence on time-dependent specific heat in vitreous silica
US6971792B2 (en) Device and method for measuring absorbed heat flux in a fire test apparatus
Lapshinov Temperature measurement methods in microwave heating technologies
Onufriev Measuring the temperature of substances upon fast Heating with a current pulse
US3527081A (en) Differential scanning calorimeter
Smith et al. A calorimeter for high-power CW lasers
US3631708A (en) Liquid bath reference cavity
SU797331A1 (en) Device for measuring radiation capacity of heat insulating materials
JP3079216B2 (en) Specific heat capacity measurement method
Munir et al. Torsion effusion study of the vapor pressure and heat of sublimation of gallium
Boumaza et al. Use of the transient plane source technique for rapid multiple thermal property measurements
Ishii et al. Fourier transform spectrometer for thermal-infrared emissivity measurements near room temperatures
RU2132549C1 (en) Method and device for metering thermal characteristics of thin-layer materials
RU123519U1 (en) DEVICE FOR MEASURING BLACK DEGREE
Tleoubaev et al. Combined guarded-hot-plate and heat flow meter method for absolute thermal conductivity tests excluding thermal contact resistance thermal conductivity 27/thermal expansion 15
Findlay et al. Temperature measurements of a graphite furnace used in flameless atomic absorption
SU928174A1 (en) Method of determination of absorption and radiation capability of weak selective coatings of non-metallic materials
McDermott An Apparatus for the Measurement of the Total Normal Thermal Emissivity of Sheet Materials in the Temperature Range 140 to 500° F
SU1073666A1 (en) Device for determination of material heat conduction
SU1732181A1 (en) Solid opaque materials radiation level meter
RU2654822C1 (en) Device for determination of thermal parameters of phase transformation
Xiao et al. Measurement of thermophysical properties by a pulse-heating technique
SU530555A1 (en) Method of determining integral semispherical radiation ability of coatings
Mehling Determination of infrared optical properties and phononic thermal conductivity of nonscattering inorganic and nonmetallic materials
Wagner et al. Low Cost Automatic Quartz Dilatometer