Способ измерения теплопроводности и теплового потока и устройство для его осуществления

Сева Советских

Сецралистнчесних

Республик

ОПИСА

ИЗО БРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИД (61) дополнительное к авт. (22) ЗаЯвлено 15.0676(21) 23 с присоединением заявки Ph (И) Приорнтет— (43) Опубликовано 25.09.78. 5 (45) дата опубликования оп

25/18

Государственный «омнтет

Совета Министров СССР ао делам изобретений н от«рытий

36. 2

088.8) P2) Автори изобретения

Л.A.Ãóëàáÿíö и В.И.Сухарев (71) Заявитель

Научно-исследовательский институт строительной физики (54) СПОСОБ ИЗИЕРЕНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ И ТЕПЛОВОГО

ПОТОКА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области теплофиэических измерений и служит для определения теплопроводиости материалов и градуировки тепломеров путем.реализации методов, при которых необходимо знать плотность потока тепла.

Известны способы определения теплового потока за счет контатирования источника теплового потока с термоэлектрической батареей, работающей в режиме охлаждения fl).

Известны также устройства для градуировки тепломеров, содержащие центральный нагреватель, измерители перепада температуры в радиальном и осевом направлении, а также боковой и нижний охранные нагреватели (2g.

Эти устройства малопроизводительны, так как не позволяют размещать исследуемые образцы материала или градуируемые теплдмеры по обе стороны от центрального нагревателя, и сложны в .изготовлении, поскольку точность их работы. существенно зависит от точности поддержания нулевого градиента температуры между охранными и центральным нагревателями.

3О

Наиболее близким техническим решением к изобретению является- способ и устройство заключающиеся в том, что идентичные образцы исследуемого материала или градуируемые тепломеры размещают по обе стороны от плоского электронагревателя, теплоотвод от которого считают сймметричным, а перепад температуры в образцах измеряют 13), Однако распространение одинакового количества тепла в обе стороны от электронагревателя выполняется неточно.из-за фактического неравенства термических сопротивлений слоев, пересекаемых тепловыми потоками.

Цель изобретения — повышение точности проводимых измерений за счет более точного уравнивания теплоотвода от плоского электронагревателя.

Достигается это тем, что уравнивают тепловые потоки путем изменения соотношения термических сопротивлений между источником тепла и образцами. При этом источник тепла выполнен в виде чередующихся злектропроводящих и теплоизолирующих слоев, а электропроводящите слои соединены с источником тока через дополнительно введенный коммутатор.

625152

Формула изобретения

На чертеже дана схема устройства для осуществления способа.

Устройство. состоит из электронагревателя 1, включающего в себя электропроводящие слои 2 и теплоизо" . лирующие слои индикаторов теплового потока 4 (например, термобатарей), регулирующего потенциометра 5, коммутатора 6 и источника тока 7. Индикаторы теплового потока 4 соединены с регулирующим нотенциометром 5, управляющим включением через коммутатор б того или иного электропроводящего слои 2.

Процедура уравнивания тепловых, потоков и проведения измерений заклю чается в следующем. После установки образцов материала В и включения электронагревателя 1 в сеть в начальный момент времени питание подается на средний электропроводящий:слой 2.

При этом вверх и вниз развиваются тепловые потоки Q,и ) . Если термическое сопротивление всех слоев, пересекаемых потокам покажется, например, меньшим, чем сопротивление всех слоев пересекаемых потоком фа, то величина потока покажется больше, чем ф . В этом случае регулирующий потенциометр 5, получив соответ- ствующий сигнал от индикаторов тепловых потоков 4, путем перемещения каретки с подвижным контактом 9 отключает от источника питания средний электропроводящий слой 2 и подключает соседний снизу и так далее, пока не станет равным . Отключение и включение электропфоводящих слоев 2 осуществляется коммутатором б через рабочие контакты реле 10.

В случае, если.в начальный момент ® окажется меньше чем $2 то переключение электропроводящих слоев 2 происходит в противоположную сторону. Таким образом, необходимость в идентичности тепло@изических свойств образцов материала или тепломеров 6, раснолагаемых по обе стороны от электронагревателя 1, отпадает, а тонность измерений повышается.

Использование изобретения позволяет добиться поддержания равенства потоков тепла от электронагревателя, а следовательно и знания их абсолютного значения, с погрешностью не более 1%.

Теплопроводность образцов материала определяется по ее известной зависимости от плотности потока тепла перепада температуры в образце и его толщины.

1. Способ измерения тенлопроводности и теплового потока, состоящий в регистрации соотношения тепловых по» токов, проходящих через два образца от общего источника телла, расположенного между ними, о т л и ч а ю« щ и й,c i тем, что, с целью повыше20 . ния точности, уравнйвают тепловые потоки путем изменения,еоотнашения термических сопротивлений между иссточником тепла и образцами.

2. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее. электронагреватель, индикаторы теплового потока, расположенные по обе стороны от электронагревателя, и источник тока, о т л и ч а ю.щ е е с я тем, что, с целью повыщения точности, электронагреватель выполнен в виде пакета чередующихся электропроводящих и тенлоизолирующих слоев, причем электропроводящие слои соедине35 ны с источником тока через дополнительно введенный коммутатор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

40 l. Авторское свидетельство СССР

9 374532, Q 01 Щ 25/32, 09. 03.71.

2. Авторское свидетельство СССР ,Р 489927, Я 01 Ц 25,/20, 11.10.74.

3.ИЕ&ойе de (а рйк йе сЬаиде ordec огас ееЬщ)Ьйопз symet iques,, 9P, 45 ИО-02 i (970.

625152

J

Составитель В.Вертоградский

Редактор Е.Гончар Техред ц. Андрейчук корректор Д.Мельниченко

Заказ 5392/37 Тираж 1112 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4