Способ измерения теплопроводности газовых и жидкостных прослоек

 

Изобретение относится к области теплофизических испытаний, а именно к области измерения теплопроводности жидких и газообразных сред. Цель изобретения - повышение точности и упрощение измерений. Между источником и стоком теплоты размещают две пары контактирующих между собой слоев из исследуемого образца и образца сравнения. В одной паре исследуемый образец контактирует с источником теплоты, а в другой со стоком. Регистрируется разность температур плоскостей контактов образцов в парах. Расстояние между источником и стоком теплоты изменяют за счет изменения толщины исследуемых образцов. При этом добиваются нулевой разности температуры. О теплопроводности исследуемого образца судят по соотношению толщин образцов и теплопроводности образца сравнения. Повышение точности по сравнению со способом-прототипом достигается вследствие реализации нулевого принципа измерений, приводящего к высоким чувствительности и точности измерений. Использование различных частей общего слоя исследуемого вещества в качестве испытуемых образцов в двух теплопроводящих цепях обеспечивает упрощение измерений. 1 з.п. ф-лы. 1 ил.

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Gg4G 1 N 25

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕНКЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ACCT СССР (21) 4374661/31-25 (22) 08.02.88 (46) 30. 10.89. Бюл. У 40 (71) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) Е.П.Пистун, И.С.Василькивский и Я.Т.Рогоцкий (53) 536.6 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 412539, кл. G 01 N 25/18, 1972.

Авторское свидетельство СССР

У 428260, кл. G 01 N 25/18, 1974. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ГАЗОВЫХ И ЖИДКОСТНЫХ ПРОСЛОЕК (57) Изобретение относится к области теплофизических испытаний, а именно к области измерения теплопроводности жидких и газообразных сред. Цель изобретения — повышение точности и упрощение измерений. Между источником и стоком теплоты размещают две пары контактирующих между собой слоев иэ

Изобретение относится к теплофизическим измерениям и может быть использовано для измерения теплопровод ногти жидких и газообразных веществ.

Цель изобретения — повышение точности и упрощение измерений.

На чертеже представлено устройство для реализации предлагаемого способа.

Устройство состоит иэ электронагревателя 1, температуровыравнивающей пластины 2, стока 3 теплоты, образцов 4 сравнения, одинаковой толщины, ; установленных заподлицо соответствен„„SU„„1518751 А 1

2 исследуемого образца и образца сравнения ° В одной паре исследуемый образец контактирует с источником теплоты, а в другой со стоком Регистрируется разность температур плоскостей контактов образцов в парах. Расстояние между источником и стоком теплоты изменяют sa счет изменения толщины исследуемых образцов ° При этом добиваются нулевой разности температуры. О теплопроводности исследуемого образца судят по соотношению толщин образцов и теплопроводности образца сравнения.

Повышение точности по сравнению со способом-прототипом достигается вследствие реализации нулевого принципа измерений, приводящего к высоким чувствительности и точности измерений.

Использование различных частей общего слоя исследуемого вещества в качестве испытуемых образцов в двух теплопроводящих цепях обеспечивает упрощение измерений. 1 э.п. ф-лы. 1 ил. но с температуровыравнивающей пластиной 2 и стоком 3 теплоты, между которыми размещен слой исследуемого вещества 5. В поверхности образцов 4 сравнения, обращенных к слою исследуемого вещества 5, вмонтированы спаи дифференциальной термопары 6, подключенной к.нуль-индикатору 7. Элементы устройства защищены от теплообмена с окружающей средой теплоиэоляционным корпусом, состоящим из неподвижных частей 8, на которой закреплены направляющие 9 с плитой 10, и подвижной части 11, имеющей возможность переме1518751 щаться по направляющим 9 с помощью механизма 12 перемещения. Контроль толщины слоя исследуемого вещества, т.е. перемещения подвижной части теплоизоляционного корпуса 11 относительно неподвижной части 8, осуществляется индикатором 13 перемещений, размещенным в плите 10.

Способ осуществляют следующим образом.

С помощью механизма 12 перемещения поднимают подвижную часть 11 теплоизоляционного корпуса по направляющим 9. Заливают определенный объем исследуемой жидкости в полость неподвижной части 8 теплоиэоляционного корпуса. Включают нагреватель 1 и начинают опускать с помощью механизма

12 перемещения подвижную часть 11 теплоиэоляционного корпуса до соприкосновения температуровыравнивающей пластины 2 со слоем исследуемой жидкости 5. После установления показаний нуль-индикатора постепенно опускают с помощью механизма 12 перемещения подвижную часть 11 теплоизоляционного корпуса до тех пор пока показания нуль-индикатора в стационарном режиме теплопередачи не будут рав-30 ны нулю. После достижения этого условия определяют теплопроводность слоя исследуемой жидкости по формуле

9=3

1 с 1 э с (1) 35 где и 1 — соответственно, теплопроводность и толщина слоя исследуемой жидкости, 40

1l, 1 — то же для образцов сравнения.

Если исследуемое вещество является газообразным, то устройство, реализующее предлагаемый способ, анало- 45 гично представленному эа исключением того, что полость между подвижной частью 11 и неподвижной частью 8 теплоизоляционного корпуса выполняется герметичной и снабжается штуцерами для заполнения ее исследуемым газообразным веществом.

Повьппение точности по сравнению со способом-прототипом достигается

sa счет нулевого принципа измерений,,предъявляющего минимальные требова55 ния к измерителю разности температур и позволяющему регистрировать наступление нулевой разности температур с высокими чувствительностью и точностью. Использование з"ичных частей одного и того же слоя исследуемого материала в качестве исследуемых образцов в двух теплопроводящих цепях обеспечивает упрощение процесса измерений.

Пример, Для испытания жидкостей использовалось устройство, схематически представленное на чертеже.

Полость неподвижной части 8 теплоиэоляционного корпуса имела цилиндрическую форму диаметром 150 мм.

Подвижная часть 11 теплоизоляционного корпуса имела цилиндрическую форму диаметром 146 мм. Образцы сравнения быпи выполнены в виде половинок диска иэ органического стекла, диаметр дисков 10 мм, толщина 2 мм.

Высокотеплопроводящие элементы 2 и 3 были выполнены из меди диаметоом

100 и толщиной 2 мм. Максимальная толщина слоя исследуемого вещества составляла 4 мм .

Проведены измерения теплопроводности вазелинового масла, полиметилсилоксановой жидкости и глицерина при 313 К. После уравновешивания измерительной схемь в стационарном режиме теплопередачи значения 1 для этих жидкостей составляли соответственно, мм: 1,28, 1,53 и 2,69. Теплопроводность органического стекла при

313 К равна 0,197 Вт/(м К) В результате, получены теплопроводность, Вт/(м ° К):

Вазелиновое масло 0,126

Полиметилсилоксановая жидкость О, 151

Глицерин 0,265, что хорошо согласуется с литературными данными. Пределы измерения данного устройства 0,03-0,4 Вт/(м К).

Таким образом, предлагаемый спо1 соб может найти применение для массовых измерений теплопроводности жидких и газообразных сред в различных отраслях народного хозяйства °

Формула изобретения

1. Способ измерения теплопроводноI сти газовых и жидкостных прослоек, заключающийся в создании двух параллельных тепловых потоков между источниками и стоками теплоты с равными температурами, один из которых пропускают последовательно через исслеСоставитель В.Вертоградский

Техред Л.Сердюкова Корректор И. Муска

Редактор Ю.Середа

Заказ 6650/50 Тираж 789 Подписное

ВНИЙПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101

5 1518751 о дуемый образец и образец сравнения, ператур будет равна нулю, а искомую а другой — через образец сравнения величину определяют по соотношению и исследуемый образец, в измерении толщин исследуемых образцов и образразности температур поверхностей кон- цов сравнения. тактов двух пар образцов, о т л и

5 ,ч а ю шийся тем, что; с целью 2. Способ по п.1, о т л и ч а юпсвьидения точности, изменяют толщи- шийся тем, что, с целью упрощены исследуемых образцов, поддерживая ния измерений, в качестве исследуемых их равными между собой, до состояния, 10 образцов использую различные части при котором измеряемая разность тем- одного слоя исследуемого вещества.