[go: up one dir, main page]

SU949447A1 - Method and device for measuring thermal physical characteristics - Google Patents

Method and device for measuring thermal physical characteristics Download PDF

Info

Publication number
SU949447A1
SU949447A1 SU792792418A SU2792418A SU949447A1 SU 949447 A1 SU949447 A1 SU 949447A1 SU 792792418 A SU792792418 A SU 792792418A SU 2792418 A SU2792418 A SU 2792418A SU 949447 A1 SU949447 A1 SU 949447A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
sample
heat
plate
temperature
heater
Prior art date
Application number
SU792792418A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виталий Васильевич Курепин
Семен Ефимович Буравой
Владимир Александрович Береговой
Владимир Гаврилович Карпов
Original Assignee
Ленинградский технологический институт холодильной промышленности
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 Ленинградский технологический институт холодильной промышленности filed Critical Ленинградский технологический институт холодильной промышленности
Priority to SU792792418A priority Critical patent/SU949447A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU949447A1 publication Critical patent/SU949447A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Description

Изобретение относитс  к теплофизическому приборостроению и предназначено дл  исследовани  теплофизических характеристик твердых тел.The invention relates to thermophysical instrumentation and is intended to study the thermophysical characteristics of solids.

Известен способ определени  теплофизических характеристик в режиме 4oнoтoннoгo разогрева образца, включающий использование двух образцов сравнени  с известными теплофизическими свойствами, прижатых снаружи к поверхност м исследуемого образца 1.A known method for determining the thermophysical characteristics in the mode of 4-in-phase heating of a sample includes the use of two comparison samples with known thermophysical properties that are pressed from the outside to the surfaces of the test sample 1.

Недостатком способа  вл етс  необходимость симметрировани  нагрева и ограничение точности вследствие погрешности значени  теплофизических свойств образцов сравнени .The disadvantage of the method is the need for balancing the heating and limiting the accuracy due to the error in the value of the thermophysical properties of the comparison samples.

Устройство дл  осуществлени  указанного способа включает в себ  рбойму дл  пакета образцов, блок нагрева , термопары и систему регистрации температурных изменений.A device for implementing this method includes a housing for the sample packet, a heating unit, thermocouples, and a system for detecting temperature changes.

Наиболее близким к изобретению техническим решением  вл етс  способ измерени  теплофизических характеристик образца, монотонно разогреваемого через одну из изотермических поверхностей при периодическом изменении теплового потока на другой по-. верхности с периодом, большим времени регул ризации температурного пол  образца, включающий измерение теплового потока, температур в xapaicTepных сечени х образца, скорости измерени  температуры и расчет характеристик по известным формулам 2J.The closest technical solution to the invention is a method for measuring the thermophysical characteristics of a sample monotonically heated through one of the isothermal surfaces with a periodic change in the heat flux to the other. surfaces with a period greater than the time required to adjust the temperature field of the sample, including the measurement of heat flux, temperatures in xapaicTep sections of the sample, the speed of temperature measurement, and the calculation of characteristics using the known formulas 2J.

Недостатком известного способа  вл етс  ограниченна  точность вследствие того, что услови  эксперимента на двух стади х испытани  отличаютс  от оптимальных.The disadvantage of this method is the limited accuracy due to the fact that the experimental conditions at two stages of testing differ from the optimal ones.

При реализации известного способа ближайшим техническим решением  вл етс  устройство дл  измерени  теплофизических характеристик, состо щее из разъемной теплозащитной оболочки, металлического  дра, включающего нагревательный блок, контактирующий с основанием, на котором установлен When implementing the known method, the closest technical solution is a device for measuring thermal and physical characteristics, consisting of a detachable heat-shielding shell, a metal core, including a heating unit in contact with the base on which

20 тепломер, образец и пластинка, окруженные адиабатической оболочкой, две термопары в пластине и термопару в тепломере.20 heat meter, sample and plate surrounded by an adiabatic shell, two thermocouples in the plate and a thermocouple in the heat meter.

Цель изобретени  - повышение точ25 ности.The purpose of the invention is to improve accuracy.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу измерени  теплофизических характеристик образца, монотонно разогреваемого через одну The goal is achieved by the fact that, according to the method of measuring the thermophysical characteristics of a sample, monotonically heated through one

Claims (2)

30 из изотермических поверхностей при периодическом изменеиии теплового потока на другой поверхности с перио домг большим времени регул ризации температурного пол  образца, включаю щем измерение теплового потока, температур в характерных сечени х образ ца, скорости изменени  температуры и расчет характеристик по известным формулам, одновременно с монотонным нагревом перепад температур на образ це последовательно устанавливают равным нулю и 5-50 К, а тепловой поток измер ют на изотермической поверхности , подвергаемой монотонному нагреву. Дл  реализации предлагаемого способа устройство дл  измерени  теплофизических характеристик, состо щее из разъемной теплозащитной оболочки металлического  дра, включающего нагревательный блок, контактирунидий с основанием, на котором установлен тепломер, образец и пластинка, окруженные адиабатической оболочкой две термопары в пластине и термопару в тепломере, В котором дополнительно установлен регул тор, а в пластине установлен нагреватель, термоnapfci пластины и тепломера включены дифференциально и последовательно с задатчиком перепада температуры и регул тором, соединённым с нагревателем пластины. Кроме того, диаметр пластины ра . вен внутреннему диаметру адиабатической оболочки. На фиг. 1 а приведен характер изме нени  температур на гран х образца t( ) и ) и в его центральном сечении Ц (t; ) , а такзке тепловых воз действий на одной из граней. Теплова  схема предлагаемого способа изме рений показана на фиг. iff, , где ) и ) - тепловые потоки на гран х образца при нулевом переп&де температур между ними, (T) и qj( С ) - тепловые потоки при перепаде 5-50 К на Образце, 1 - образец 2 и 3 -.контактирующие с образцом опорные поверхности измерительного устройства. После регул ризации температурного пол  образца при нулевом перепаде в нем создаетс  симметричное , параболическое распределение температур и измер ютс  теплоемкость и температуропроводность, при фиксированном перепаде - параболическое близкое к линейному распределению температур и измер етс  коэффициент теплогьроводности. Расчетные формулы дл  определ емых в опыте характеристик следуют и решени  задачи теплопроводности дл  монотонно разогреваемой пластины . Эти формулы без учета поправочных членов и контактного сопротивлени  имеют вид Ь cf Чг 2(f + 0,5cmb--,-. -s -V--: . где b dt/dT- скорость разогрева образца на соответствующей стадии опыта , 2(f, S, m - толщина и площадь поперечного сечени , масса образца. Способ позвол ет осуществить независимые измерени  а, Л и ев оптимальных дл  каждого параметра услови х , а известное соотношение Л аср  вл етс  проверочным. В услови х строгой симметрии q qz На фиг. 2 изображен общий вид предлагаемого устройства. Устройство содержит разъемную изол ционную оболочку 1, нагревательный блок 2, основание 3, тепломер 4, образец 5, пластину б, градиентный 7 и адиабатический 8 нагреватели , термопары 9 и 10, системы 11 и 13 автоматического регулировани , термопары 12, управл ющие работой градиентного нагревател . Устройство работает следующим образом . На тепломер 4 устанавливают испытуемый образец 5, затем пластину б с градиентным нагревателем 7 и опускают верхнюю часть изол ционной. оболочки 1 вместе с адиабатической оболочкой 8. Равенство диаметров адиабатической оболочки и пластины с нагревателем позвол ет обеспечить услови , при которых поправка на теплообмен боковой поверхности образца оказываетс  малой: потоки от . верхней и нижней контактных поверхностей компенсируют друг . Последовательное задание нулевого перепада и 5-50 К на образце обеспечивает , в первом случае, оптимальные услови  по точности дл  теплоемкости и температуропроводности, а, во втором случае, дл  теплопроводности. При определении теплофизических характеристик калориметрическое устройство разогреваетс  со скоростью около О,1 К/с с помощью нагревател  2. Дл  измерени  теплопроводности на регул торе 13 задаетс  перепад температуры верхней плоскости образца относительно нижней 5-50 К. После измерени  на регул торе 13 автоматически задаетс  перепад V О и происходит измерение а и с. Затем схема оп ть переводитс  в режим измерени  А путем задани  V 5-50 К. Тепловые потоки q , вход щие в . образец, и q , выход щие из образца, измер ютс  коитакткыг.1 мгшотеплоемким тепломером 4, который предварительно градуируетс  (в частности, по стандартному образцу). Врем  установлени  каждого режима определ етс  инерционностью верхней пластины и образца и, как показывает анализ, при выбранной скорости разогрева измерени  можно проводить через каждые 5 К. : Предлагаемый способ и устройство могут быть использованы при комплекс ном изучении теплофизических свойств теплоизол торов и полупроводников с Л 0,5-5 Вт/(м.К), а также при соз дании промышленных теплофизических приборов. Формула изобретени  1. Способ измерени  теплофизических характеристик образца, монотонно разогреваемого через одну из изотермических поверхностей при пери одическом изменении теплового потока на другой поверхности с периодом, большим времени регул ризации температурного пол  образца, включающий измерение теплового потока, температур в характерных сечени х образца, скорости изменени  температуры и расчет характеристик по известным формулам, отлич ающийс  тем, что, с целью повышени  т.очности измерени  одновременно с монотонным нагревом, перепад температур на образце последовательно устанавливают равным нулю и 5-50 К, а тепловой поток измер ют на изотермической поверхности , подвергаемой монотонному нагреву. 2.Устройство дл  измерени  теплофизических характеристик по п.1, состо щее из разъемной теплозащитной , оболочки, металлического  дра, включающего нагревательный блок, контактирующий с основанием,.на котором установлен тепломер, образец и пластина , окруженные гщиабатической оболочкой , две терг юпары в пластине и термопару в тепломере, отличающеес  тем, что дополнительно установлен регул тор, а в пластине установлен нагреватель, термопары пластины и тепломера включены дифференциально и последовательно с зс1датчиком перепада температуры и регул тором, соединенным с нагревателем пластины. 3.Устройство по п.2, отлича ющ е ее   тем , что диаМетр пластины равен внутреннему диаметру адиабатической оболочки. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Лыков А.В., Аузрман Л.Я. Теори  сушки. Пи1цепромнздат, 1946, с. 265. 30 of isothermal surfaces with periodic variation of heat flux on another surface with periods of large time regulation of the temperature field of the sample, including measurement of heat flux, temperatures in characteristic sections of the sample, rates of temperature change and calculation of characteristics using well-known formulas, simultaneously with monotonous heating, the temperature drop on the sample is successively set to zero and 5-50 K, and the heat flux is measured on an isothermal surface subjected to monotonic heating eve. To implement the proposed method, a device for measuring thermal and physical characteristics consisting of a separable heat-shielding shell of a metal core including a heating unit, in contact with a base on which a heat meter, a sample and a plate are installed, surrounded by an adiabatic sheath two thermocouples in a plate and a thermocouple in a heat meter, In which a regulator is additionally installed, and a heater is installed in the plate, the thermo-napfci plates and the heat meter are switched on differentially and in series with the setting device Temperature fluctuations and a regulator connected to the plate heater. In addition, the diameter of the plate is pa. veins to the internal diameter of the adiabatic shell. FIG. Figure 1a shows the character of temperature variation on the faces of the sample t () and) and in its central section C (t;), and the thermal impact tax on one of the faces. The heat diagram of the proposed measurement method is shown in FIG. iff, where) and) are the heat fluxes on the edges of the sample with zero trans & de temperatures between them, (T) and qj (C) are the heat fluxes with a drop of 5-50 K on the Sample, 1 is sample 2 and 3 - Sampling contact surfaces of the measuring device. After regularizing the temperature field of the sample with a zero differential, a symmetric, parabolic temperature distribution is created in it, and the heat capacity and thermal diffusivity are measured, with a fixed differential, a parabolic temperature close to the linear temperature distribution and the thermal conductivity coefficient is measured. The design formulas for the characteristics determined in the experiment follow the solution of the heat conduction problem for a monotonically heated plate. These formulas, without taking into account the correction terms and contact resistance, have the form L cf Chg 2 (f + 0,5cmb -, -. -S -V--:. Where b dt / dT is the heating rate of the sample at the appropriate stage of the experiment, 2 ( f, S, m is the thickness and cross-sectional area, the mass of the sample. The method allows independent measurements of a, L, and E conditions that are optimal for each parameter, and the known ratio L asp is verifiable. Under conditions of strict symmetry, q qz Fig. 2 is a general view of the device according to the invention. The device comprises a detachable insulating sheath 1, load Equal unit 2, base 3, heat meter 4, sample 5, plate b, gradient 7 and adiabatic 8 heaters, thermocouples 9 and 10, systems 11 and 13 of automatic regulation, thermocouples 12, controlling the operation of the gradient heater. the heat meter 4 installs the test sample 5, then the plate b with the gradient heater 7 and lower the upper part of the insulating shell 1 together with the adiabatic shell 8. The equality of the diameters of the adiabatic shell and the plate with the heater allows Conditions in which the correction for heat transfer to the side surface of the sample is small: flows from. top and bottom contact surfaces compensate each. Sequential setting of zero differential and 5-50 K on the sample provides, in the first case, optimal accuracy conditions for heat capacity and thermal diffusivity, and, in the second case, for thermal conductivity. When determining the thermophysical characteristics, the calorimetric device is heated at a speed of about 0, 1 K / s using heater 2. To measure thermal conductivity on the regulator 13, the temperature difference of the upper plane of the sample relative to the lower 5-50 K is set. After measuring on the regulator 13 V Oh and there is a measurement of a and c. The circuit is then transferred back to measurement mode A by setting V to 5-50 K. The heat fluxes q entering. the sample, and q, coming out of the sample, are measured by a co-test of heat resistance meter 4, which is pre-calibrated (in particular, by a standard sample). The time of establishment of each mode is determined by the inertia of the top plate and the sample and, as the analysis shows, at the selected heating rate, measurements can be made every 5 K. The proposed method and device can be used in a comprehensive study of the thermal properties of thermal insulators and semiconductors with L 0 , 5-5 W / (m.K), as well as in the creation of industrial thermophysical devices. Claim 1. Method of measuring the thermophysical characteristics of a sample monotonically heated through one of the isothermal surfaces with a periodic change in heat flux on the other surface with a period longer than the temperature field of the sample, including measurement of the heat flux, temperatures in characteristic sections of the sample, velocity temperature changes and the calculation of the characteristics according to known formulas, characterized in that, in order to increase the measurement accuracy simultaneously with the monotonous roar, the temperature difference across the sample sequentially set to zero and 5-50 K, and the heat flow was measured on an isothermal surface being monotonic heating. 2. A device for measuring thermal characteristics according to claim 1, consisting of a separable heat-shielding shell, a metal core, including a heating unit in contact with the base, on which a heat meter, a sample and a plate are installed, surrounded by a shield-sheath, two thermogaps in the plate and a thermocouple in a heat meter, characterized in that a regulator is additionally installed, and a heater is installed in the plate, the thermocouple plate and the heat meter are connected differentially and in series with a differential temperature sensor urs and regulator connected to the heater plate. 3. The device according to claim 2, characterized in that the plate diameter is equal to the internal diameter of the adiabatic shell. Sources of information taken into account during the examination 1.Lykov AV, Auzrman L.Ya. Theory of drying. Pytsepromnzdat, 1946, p. 265. 2.Фрайман Ю.Е. Абсолютный метод комплексного определени  теплофизических характеристик. - Инж.физ. журн. 1964, т. 7, 10, с. 73-79 (прототип).2. Frayman Yu.E. Absolute method for complex determination of thermophysical characteristics. - Ing. Phys. journals 1964, t. 7, 10, p. 73-79 (prototype). iffr)iffr) СWITH t,ff}t, ff} vv tfffj (fff.ftfffj (fff.f ЧH
SU792792418A 1979-07-04 1979-07-04 Method and device for measuring thermal physical characteristics SU949447A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792792418A SU949447A1 (en) 1979-07-04 1979-07-04 Method and device for measuring thermal physical characteristics

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792792418A SU949447A1 (en) 1979-07-04 1979-07-04 Method and device for measuring thermal physical characteristics

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU949447A1 true SU949447A1 (en) 1982-08-07

Family

ID=20838978

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792792418A SU949447A1 (en) 1979-07-04 1979-07-04 Method and device for measuring thermal physical characteristics

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU949447A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2625599C1 (en) * 2016-04-04 2017-07-17 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физического материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук (ИФМ СО РАН) Method for determining thermal conductivity of solid bodies

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2625599C1 (en) * 2016-04-04 2017-07-17 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физического материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук (ИФМ СО РАН) Method for determining thermal conductivity of solid bodies
RU2625599C9 (en) * 2016-04-04 2018-04-13 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физического материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук (ИФМ СО РАН) Method for determining thermal conductivity of solid bodies

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Liang et al. Modified single-blow technique for performance evaluation on heat transfer surfaces
SU949447A1 (en) Method and device for measuring thermal physical characteristics
US4623263A (en) Apparatus for the thermal measurement of the texture of a porous body
SU741126A1 (en) Method and device for rapid measuring of thermophysical properties of materials
JPH11201923A (en) Measuring method for specific heat and differential scanning calorimeter
Schubert et al. Optimization of a sensor for a Tian–Calvet calorimeter with LTCC-based sensor discs
SU1165958A1 (en) Method of measuring thermal conductivity
SU1642345A1 (en) Method of determination of thermal conductivity of materials
SU1165957A1 (en) Method of determining thermal and physical characteristics of material flat specimens and device for effecting same
RU2556290C1 (en) Method of determination of thermophysical properties of solid materials
SU463050A1 (en) The method of determining the heat capacity of materials
JPS5923369B2 (en) Zero-level heat flow meter
RU2771997C1 (en) Method for measuring specific thermal resistance and device for its implementation
SU1610415A1 (en) Method of determining differences of heat capacities of tested specimen and standard
SU911275A1 (en) Device for determination of material thermal physical characteristics
RU2011979C1 (en) Method of determination of heat-transfer coefficient of thermocouple sensor
SU832433A1 (en) Method of determining thermophysical characteristics of materials
SU1645903A1 (en) Method of measuring liquid and gas flow parameters
SU947727A1 (en) Solid body thermal physical property determination method
SU1741036A1 (en) Device for determination of thermal conductivity of materials
RU2170924C2 (en) Method of determination of contact thermal resistances
SU1561025A1 (en) Method of measuring heat conduction
SU894512A1 (en) Device for determination of material physical characteristics
SU873081A1 (en) Device for determination of thermophysical properties of various article, for example compact heat exchangers
SU1557498A1 (en) Method of measuring heat conduction and thermal diffusivity of hard materials