SU857825A1 - Способ измерени теплопроводности - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к теплозвым испытани м материалов, а именно к исследованию теплопроводности материалов .

Известен способ измерени  теплопроводности , например в стационарном методе пластины,- заключающийс  в том, что после установлени  стационарного состо ни  в калориметре измер ют перепад температуры на образце и мощность электрического нагревател , а затем по формуле рассчитывают теплопроводность 11.

Недостаток этого способа - наличие случайной погрешности при измерении перепада температуры на образце за счет неидентичности градуировок и паразитных термо-ЭДС термопар.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ,заключающийс  в том,, что плоский образец монотонно разогревают и в процессе нагрева измер ют перепад температуры на образце,и показани  тепломера, наход щегос  вконтакте с образцом. Поправка определ етс  из 3-5 градуировочных опытов с медным образцом 2.

Недостатком известного способа  вл етс  больша  длительность определени  поправки на термическое сопротивление контакта поверхностей и заделки термопар. На проведение 3-5 опытов в интервале - 100-4&G С требуетс  пор дка 8-10 ч рабочего времени . Особ,енно этот недостаток сказываетс  при промышленном выпуске приборов , сильней усложн   процесс настройки и периодической проверки приборов . При замене одной из термопар

10 указанную градуировку необходимо проводить заново.

Цель изобретени  - упрощение настройки прибора, повышение точности измерени  теплопроводности.

15

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласноспособу измерени  теплопроводности , заключающемус  в монотонном нагреве П.ЛОСКОГО образца, измерении перепада температуры на

20 образце и теплового потока на одной из граней с последующим расчетом искомой величины по известной формуле, на образце периодически устанавливают равные, но противоположные по знаку

25 перепады температуры пор дка (10-20 ) К. Измерени  в очередной точке провод т через врем , большее времени регул ризации пол  в образце, и по измеренным параметрам определ ют

Claims (2)

1. 30 искомую теплопроводность. На фиг.1 показан характер измен ни  температуры на поверхности образца в зависимости от времени на фиг.2 -г- принципиальна  схема измер ни  перепада температуры на образце , по сн юща  сущность способа. Схема содержит образец 1, верхн контактную пластину 2, нижнюю контактную платину (тепломер) 3, верх нюю термопару 4, нижнюю термопару основание б, термостолбик тепломера 7. Температура нижней поверхности ми . мен етс  линейно, а температура верхней поверхноЪти tg(,(th риодически мен етс  относительно т пературы tj(r) , На графике (фиг показан характер изменен-и  перепад температуры на образце v (Т) и на тепломере v. if) , Поменты измерени  С, выбираютс  через интервалы, бол шие времени регул ризации пол  в образце СрегСпособ осутаествл етс  следуюии-гм образом. Образец 1 зажимаетс  между конт ными пластинками 2 и 3. Пластинки выполнены из меди,- поэтому перепады температуры в них нет. Толщина разца выбираетс  такой, чтобЕз тепл вое сопротивление образца было зна чительно больше теплового сопротив лени  контакта, т.е. Р,.,5-р РК Дл  измерени  перепада температу на образце 1 используют термопары 4 и 5, вмонтированные в контактные пластины 2 и 3. Неидентичность градуировки термопар может достигать значительной величины. Так, дл  хро мельалюмелевой термопары на уровне .1300с допускаемое отклонение составл ет - 9 К. В случае, если термопары 4 и 5 сделаны из одной партии термоэлектродов, то разбрс j градуировок достигает половины указанной величины, т.е. составл ет - 4,5 К. При измерении перепадов температуры пор дка 10-40 К величина погрешност достигает 5-10%, поэтому приходитс  путем трудоемкой градуировки исключать эту ошибку. Кроме указанной имеет место погрешность за счет пар БИТНЫХ термо-ЭДС, возникающа  при изгибах (иаклепе) термоэлектродов при монтаже их в гор чей зоне. Обе погрешности имеют случайный характер дл  разных термопар, но дл  каж дой, конкретной термопары при жестком монтаже ее погрешности  вл ютс  систематическими, и поэтому могут быть учтены экспериментальными поправками. Диалогичный характер имеет динамическа  погрешность TeNm ратуры, про вл юща с  при разностных измерени х за счет разной инерционности термопар. При посто нной скорости нагрева динамическа  погрешность становитс  дл  каждой конкретной термопаре систематической и может учитыватьс  градуировкой в совокупности с двум  первыми. Рабоча  расчетна  формула дл  теплопроводности имеет вид д:, где Я - теплопроводность образца; S,h- площадь сечени  и толщина образцги К-г - проводимость тепломера, определ ема  экспериментально в градуировочном опыте; V .,v.-.- сигнал тепломера при потоках в Различных направлени х; . V - перепад температур на образце . В расчетной формуле исключены погрешности за счет неидентичности термопар , паразитных термо-ЭДС и динамическа  погрешность. В расчетную формулу не вход т также теплоемкость образца и пластинки тепломера, что позвол ет дополнительно повысить точность измерений и исключить- серию градуировочных опытов по определению теплоемкости пластинки тепломера. В предлагаемом способе исключаетс  также одна из составл ющих теплового потока на боковую поверхность образца . Однако, полученные преимущества способа реализуютс  при хорошей пор дка 1% воспроизводимости и скорости нагрева образца на различных участ ках нагрева. Предлагаемый способ может быть использован дл  создани  промышленных теплофизических приборов, при этом трудоемкость градуировки прибор ра снижаетс  вдвое,аналогичный выигрыш достигаетс  и при проверке прибора , Формула изобретени  Способ измерени  теплопроводноси , заключающийс  в монотонном нагрее плоского образца, измерении переада температуры на образце и тепового потока на одной из граней с оследующим расчетом искомой величиЫ по известной формуле,о т л и ч а щ и и с   тем,что,с целью повышеи  точности измерений,на образце ериодически устанавливают равные, о противоположные по знаку перепаы температуры пор дка (10-20)К, змерени  провод т через врем ,больее времени регул ризации пол  в бразце, и по измеренным параметрам предел ют искрмую теплопроводность. Источники информации, рин тые во внимание при экспертизе 1.Кондратьев Г.М. Тепловые измеени . М. -Л. , Машгиз, 1957, с.121.
2. 2.Авторское свидетельство СССР 168500, кл.. G 01 N 25/18, 1964 ( прототип).