Устройство для измерения теплофизических свойств материалов и изделий

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 31.0179 (21) 2721212/18-25 (51) М. Кл. с присоединением заявки №

G 01 N 25/18

ГосударственныЙ комитет

СССР ио делам изобретений и открыти Й (23) приоритет

Опубликовано 151080. Бюллетень ¹ 38 (53) УДК 6 2 0. 17 9. .13(088.8) Дата опубликования описания 1510.80 (72) Авторьь изобретения

В.В. Курепин, Ю.В. Леночкин и Е.С. Пзтатунов

% (Ленинградский технологический институ) фИ, "."; холодильной промышленности (71) Заявитель (54) устРОЙстВО ДлЯ измеРениЯ теплОФизических

СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к той области физических исследований свойств материалов, где требуется обеспечение хорошего контакта испытуемого образца с чувствительным элементом, и 5 может быть использовано, например, в приборах для теплофизических измерений.

В существующих устройствах для измерения теплопроводности, температу- 10 ропроводности, теплового сопротивления опыт проводится на образцах правильной гебметрической формы, таких как пластина, цилиндр, шар, а в практике часто встречаются случаи, когда невозможно изготовить образец требуемой формы, или механическая обработка приводит к изменению физических свойств материала (1J .

Ближайшим по техническому решению 20 является устройство для измерения теплопроводности 2 . Работа устройства основана на сравнительном методе измерения теплопроводности и заключается в том; что образец и кон- 25 тактирующий с ним тепломер помещаются между массивными теплопроводящими блоками, которые являются источником и приемником теплового потока. Тепло.проводность определяют, измеряя в 30 квазистационарной. стадии термоприемниками, расположенными в блоках, перепады температур на образце и тепломере. Предварительно в градуировочных опытах на эталонных образцах определяют тепловую проводимость тепломера.

Измерения проводятся на образцах в виде дисков толщиной 1-10 мм и диаметром 30 мм. В приборе используются жесткие плоские контактные поверхности. При проведении измерений на образцах с криволинейными контактными поверхностями между образцом и контактными поверхностями блоков возникает контактное тепловое сопротивление, приводящее к недопустимому увеличению погрешности измерений.

Целью изобретения является повышение точности измерений теплофизических свойств материалов и изцелий на образцах с криволинейными контактными поверхностями.

Поставленная цель достигается тем, что контактные поверхности источника и приемника теплового потока выпол. нены в виде заключенного в обойму большого числа теплопроводящих элементов с пазами, например, пластин,,стержней, концентричных колец, имею771519 щих между собой тепловую связь и установленных на эластичную прокладку с воэможностью перемещения в осевом направлении в пределах длины пазов, которые пронизывает трубка с термоприемником.

На фиг. 1 показано устройство для измерений теплофиэических свойств материалов и изделий; на фиг. 2 контактные поверхности.

Устройство содержит медные блоки, иэ которых верхний 1 с нагревателем

2 является источником, а нижний 3 приемником теплового потока, контактные поверхности 4, между которыми помещен образец 5, механизм осевого перемещения 6, основание 7 и наружные верхнее 8 и нижнее 9 кожухи.

Контактные поверхности содержат медную обойму 10, 15-20 медных пластин 11, плотно прилегающих друг к другу, трубку 12 с термоприемником 13,Щ проходящую в пазах 14 пластин и отверстиях блоков, эластичную прокладку 15, тепломер с рабочим слоем 16 из эпоксидной смолы и термоприемниками

17, измеряющими перепад температуры на рабочем слое.

Устройство для измерения теплопроводности работает следующим образом.

Верхний блок с.помощью механизма осевого перемещения поднимается на 4060 мм и нагревателем перегревается на

5-10 К относительно нижнего блока. На контактные поверхности испытуемого образца и блоков наносится тонкий слой контактной смазки (густого масла) для уменьшения тепловых контактных сопротивлений, и образец помещается на контактную поверхность нижнего блока. На образец опускается верхний блок, и под действием его веса пластины контактных поверхностей устанав- 40 ливаются в соответствии с кривизной контактных поверхностей образца. Эластичная прокладка между пластинами и обоймой обеспечивает равномерное при.легание пластин по всей площади об- 4 разца. В качестве эластичной прокладки можно использовать густую смазку, пористую резину, жидкость в тонкой резиновой оболочке и т.д. После установления в образце квазистационарного теплового потока измеряются перепады температур на образце и тепломере. По измеренным перед опытом геометрическим параметрам образца и полученным перепадом температур рас считывается теплопроводность.

Возможно различное выполнение контактных поверхностей с различными типами подвижных элементов, например, в видег а) — пластин, б) — стержней, в) — концентричных колец, которые применяются в зависимости от имеющейся кривизны контактной поверхности исследуемых образцов. Штрих-пунктирными линиями показано расположение трубок, проходящих в пазах элементов.

Применение устройства позволит проводить измерения теплофизических свойств без увеличения погрешности за счет макронеровностей контактных поверхностей образцов из материалов и изделий, когда невозможно изготовление образцов правильной геометрической Формы. Возможно использование устройства и в других областях тепловых и температурных измерений.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения теплофизических свойств материалов и изделий, состоящее из источника с нагревателем и приемника теплового по тока, термоприемников, механизма осе> вого перемещения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений на образцах с криволинейными контактными поверхностями, контактные поверхности источника и приемника теплового потока выполнены в виде заключенного в обойму большого числа теплопроводящих элементов с пазами в форме пластин, имеющих между собой тепловую связь и установленных на эластичной прокладке с возможностью перемещения в осевом направлении в пределах длины пазов, через которые проходит трубка с термоприемником.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что теплопроводящие элементы с пазами выполнены в виде стержней.

3. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что теплопроводящие элементы с пазами выполнены в виде концентричных колец.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Осипова В.А. Экспериментальное исследование процессов теплообмена.

И-Л., "Энергия", 1964, с. 91-124.

2. Инженерно-физический журнал, т. XXlX, 9 4, 1975, с. 613-619 (прототип).

771519

Составитель В.Гусева

Редактор Е.Абрамова Техред N. Табакович Корректор М.Вигула

Заказ 6684/54 Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4