RU2124717C1 - Device measuring thermal conductivity - Google Patents
Device measuring thermal conductivity Download PDFInfo
- Publication number
- RU2124717C1 RU2124717C1 RU97106954A RU97106954A RU2124717C1 RU 2124717 C1 RU2124717 C1 RU 2124717C1 RU 97106954 A RU97106954 A RU 97106954A RU 97106954 A RU97106954 A RU 97106954A RU 2124717 C1 RU2124717 C1 RU 2124717C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- thermal conductivity
- heat
- measuring
- refrigerator
- measuring unit
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области технической физики и предназначено для измерения теплопроводности твердых тел, пористых материалов, (органических жидкостей, газов и их смесей в интервале температур (-100) - (500)oC и различных давлениях, включая окрестности фазовых переходов и критического состояния вещества.The invention relates to the field of technical physics and is intended to measure the thermal conductivity of solids, porous materials, (organic liquids, gases and their mixtures in the temperature range (-100) - (500) o C and various pressures, including the vicinity of phase transitions and critical state of matter .
Анализ литературных источников показывает, что метод плоскопараллельных пластин является удобным методом для измерения теплопроводности, особенно в области фазовых переходов второго рода. Измерение теплопроводности в критической области может быть выполнено с высокой точностью только с помощью установок, основанных на методе плоского слоя и использующих достижения современной техники измерений. При применении этого метода легче избавиться от конвективной составляющей передачи тепла. Надежен этот метод также и при измерении теплопроводности несмешивающихся жидких растворов. Описываемое устройство основано на методе параллельных пластин с тепловой защитой, позволяющего исследовать теплопроводность в непосредственной близости фазовых переходов второго рода. Прототипом предлагаемого решения является устройство для измерения коэффициента теплопроводности по методу плоского-горизонтального слоя [1]. An analysis of literature shows that the method of plane-parallel plates is a convenient method for measuring thermal conductivity, especially in the region of phase transitions of the second kind. The measurement of thermal conductivity in the critical region can be performed with high accuracy only with the help of installations based on the flat layer method and using the achievements of modern measurement techniques. When using this method, it is easier to get rid of the convective component of heat transfer. This method is also reliable in measuring the thermal conductivity of immiscible liquid solutions. The described device is based on the method of parallel plates with thermal protection, which allows to study the thermal conductivity in the immediate vicinity of second-order phase transitions. The prototype of the proposed solution is a device for measuring the coefficient of thermal conductivity by the method of a flat-horizontal layer [1].
Это устройство включает измерительный блок и "холодильник", между которыми располагается слой исследуемого вещества. Устройство изготовлено из меди и константана (медно-никелевый сплав). В измерительном блоке за счет наличия охранной системы создается направленный поток тепла от внутреннего нагревателя через слой исследуемого вещества, сверху вниз к "холодильнику". Недостатком этого устройства является то, что оно уступает по точности такому методу, как метод нагретой нити, и его разновидности, импульсному варианту. Кроме того, это устройство не пригодно для исследования агрессивных сред, т.к. возникает коррозия части измерительного блока, а также не пригодно для исследования теплопроводности веществ при высоких температурах. По сравнению с прототипом [1] предлагаемое устройство обладает следующими преимуществами. This device includes a measuring unit and a "refrigerator", between which is a layer of the test substance. The device is made of copper and constantan (copper-nickel alloy). Due to the presence of the security system, a directed heat flow from the internal heater through the layer of the test substance is created in the measuring unit, from top to bottom, to the “refrigerator”. The disadvantage of this device is that it is inferior in accuracy to such a method as the heated thread method, and its variety, to the pulsed version. In addition, this device is not suitable for the study of aggressive environments, as corrosion of part of the measuring unit occurs, and is also not suitable for studying the thermal conductivity of substances at high temperatures. Compared with the prototype [1], the proposed device has the following advantages.
Предлагаемое устройство позволяет исследовать коэффициент теплопроводности: твердых тел, пористых материалов, пористых материалов, насыщенных флюидом, жидких растворов органических веществ, несмешивающихся жидких растворов различных концентраций в интервале температур (-100) - (500)oC и различных давлениях, и особенно окрестности фазовых переходов второго рода и критического состояния вещества (которые выдерживает автоклав, в который помещаются измерительный блок и "холодильник"). Устройство позволяет исследовать теплопроводность в непосредственной близости фазовых переходов второго рода. Это достигается за счет увеличения точности измерения коэффициента теплопроводности. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей метода плоского горизонтального слоя путем обеспечения возможности исследования коэффициента теплопроводности твердых тел, пористых материалов, насыщенных флюидом, несмешивающихся жидких растворов и т.д. в интервале температур (-100) - (500)oC и различных давлениях, и особенно, окрестности фазовых переходов второго рода и критического состояния вещества. Сущность предлагаемого решения заключается в следующем. Предлагается дополнить существующее устройство для измерения теплопроводности методом плоского горизонтального слоя специально изготовленной дополнительной стенкой из материала с высокими теплоизоляционными и диэлектрическими свойствами. Новыми признаками предлагаемого устройства является изготовление в измерительном блоке второго охранного стакана, изготовленного из теплоизолятора диэлектрика, материала, имеющего низкую теплопроводность - асбестцемента (фарфор, цемент и т.д.), с целью искусственного увеличения термического сопротивления охранного стакана константана, и которая располагается между двумя константановыми стаканами, охранный стакан - теплоизолятор-диэлектрик охватывает внутренний нагревательный блок, при этом измерительный блок снабжен двумя поверхностными дифференциальными термопарами, расположенными с внутренней и наружной поверхностей охранного стакана-теплоизолятора-диэлектрика.The proposed device allows you to study the coefficient of thermal conductivity: solids, porous materials, porous materials, saturated with fluid, liquid solutions of organic substances, immiscible liquid solutions of various concentrations in the temperature range (-100) - (500) o C and various pressures, and especially the phase transitions of the second kind and critical state of the substance (which the autoclave withstands in which the measuring unit and the "refrigerator" are kept). The device allows to study thermal conductivity in the immediate vicinity of second-order phase transitions. This is achieved by increasing the accuracy of measuring the thermal conductivity. The aim of the invention is to expand the functionality of the method of a flat horizontal layer by providing the possibility of studying the thermal conductivity of solids, porous materials saturated with fluid, immiscible liquid solutions, etc. in the temperature range (-100) - (500) o C and various pressures, and especially, the vicinity of phase transitions of the second kind and critical state of matter. The essence of the proposed solution is as follows. It is proposed to supplement the existing device for measuring thermal conductivity by the method of a flat horizontal layer with a specially made additional wall from a material with high thermal insulation and dielectric properties. New features of the proposed device is the manufacture in the measuring unit of a second guard cup made of a dielectric insulator, a material having low thermal conductivity - asbestos cement (porcelain, cement, etc.), in order to artificially increase the thermal resistance of the constantan guard cup, and which is located between two constantan cups, a protective cup - a heat insulator-dielectric covers the internal heating unit, while the measuring unit is equipped with two surfaces stnymi differential thermocouples arranged with the inner and outer surfaces of the protective cup-insulator-insulator.
Предлагаемое устройство для измерения теплопроводности состоит из двух частей: верхнего - измерительного блока и нижнего - "холодильника" (фиг. 1). Оно позволяет измерять коэффициент теплопроводности методом плоского горизонтального слоя. The proposed device for measuring thermal conductivity consists of two parts: the upper - measuring unit and the lower - "refrigerator" (Fig. 1). It allows you to measure the thermal conductivity by the method of a flat horizontal layer.
В измерительном блоке размещен внутренний нагревательный блок (1), изготовленный из меди, с вмонтированным рабочим нагревателем (2). Тепло, выделяемое рабочим нагревателем (2), входит в расчетную формулу для определения теплопроводности. Нижняя торцевая поверхность внутреннего нагревательного медного блока (1) является рабочей поверхностью, и тепло нагревателя (2) полностью проходит через нее. Для ликвидации тепловых потерь через верхний торец и боковую поверхность на внутренний медный блок (1) надевается охранный стакан (3) из константана. Внутренний медный блок (1) имеет форму цилиндра с полостью для нагревателя (2). На охранный стакан (3) надевается медный наружный компенсационный блок (4) в форме стакана с находящимся в нем компенсационным нагревателем (5). С целью еще большего уменьшения тепловых потерь через верхний торец и боковую поверхность внутреннего нагревательного блока (1) охранный стакан-константан (3) разорван на два константановых стакана, между которыми помещен второй охранный стакан (3*) из асбестцемента (фарфор, шамот и т. д. ). Таким образом в конструкции искусственно увеличено термическое сопротивление охранного стакана константана (3) применением второго охранного стакана (3*), изготовленного из теплоизолятора - диэлектрика, материала, имеющего низкую теплопроводность, - асбестцемента (фарфор, шамот и т.д.). Таким образом, измерительный блок фиг. 1 состоит из: внутреннего нагревательного блока (1), рабочего нагревателя (2), охранных константановых стаканов (3), основного охранного стакана (3*), изготовленного из теплоизолятора-диэлектрика, наружного компенсационного блока (4) и компенсационного нагревателя (5). Толщина константановых стаканов 0,0001 - 0,0002 м, а изготовленных из асбестцемента - 0,001 м. Наружный и внутренний константановые стаканы (3) соединены тремя (6) константановыми проволочками диаметром 0,0001 м, расположенными через 120o на поверхностях (3). При этом между константановыми стаканами (3) размещается стакан из асбестцемента (3*) (фарфор, шамот, цемент и т.д.).An internal heating unit (1), made of copper, with a mounted working heater (2) is placed in the measuring unit. The heat generated by the working heater (2) is included in the calculation formula for determining thermal conductivity. The lower end surface of the internal heating copper block (1) is the working surface, and the heat of the heater (2) completely passes through it. To eliminate heat loss through the upper end and the side surface, a safety cup (3) from constantan is put on the inner copper block (1). The inner copper block (1) has the shape of a cylinder with a cavity for the heater (2). A copper outer compensation unit (4) in the form of a cup with a compensation heater (5) located in it is put on the safety glass (3). In order to further reduce heat loss through the upper end and lateral surface of the internal heating block (1), the constantan cup (3) is broken into two constantan cups, between which a second protective cup (3 * ) made of asbestos cement (porcelain, chamotte, etc. . d.). Thus, the thermal resistance of the constantan guard glass (3) is artificially increased in the design by using a second guard glass (3 * ) made of a heat insulator - a dielectric, a material having low thermal conductivity - asbestos cement (porcelain, fireclay, etc.). Thus, the measuring unit of FIG. 1 consists of: an internal heating unit (1), a working heater (2), constantan security glasses (3), a main security glass (3 * ) made of a dielectric insulator, an external compensation unit (4) and a compensation heater (5) . The thickness of constantan glasses is 0.0001-0.0002 m, and those made of asbestos cement are 0.001 m. The outer and inner constantan glasses (3) are connected by three (6) constantan wires with a diameter of 0.0001 m located at 120 o on surfaces (3) . In this case, a glass of asbestos cement (3 * ) (porcelain, chamotte, cement, etc.) is placed between the constantan glasses (3).
Внутренний (1) и наружный (4) медные блоки с расположенными между ними константановыми стаканами (3) образуют две дифференциальные поверхностные термопары, позволяющие регистрировать интегральную разность термоЭДС - разность температур между внутренней и наружной поверхностями асбестцемента (фарфор, шамот, цемент и т. д.), и тем самым компенсировать утечки тепла через охранный стакан (3*). ТермоЭДС медь-константановой термопары = 40 мкв/град.The inner (1) and outer (4) copper blocks with constantan cups located between them (3) form two differential surface thermocouples that allow recording the integral difference of thermoelectric power - the temperature difference between the inner and outer surfaces of asbestos cement (porcelain, chamotte, cement, etc.) .), and thereby compensate for heat leakage through the safety glass (3 * ). ThermoEMF of a copper-constantan thermocouple = 40 μV / deg.
В измерительном блоке за счет наличия охранной системы (3,3*) все тепло, выделяемое рабочим нагревателем (2), направляется вертикально вниз, через слой исследуемого вещества в сторону "холодильника" (7).In the measuring unit, due to the presence of a security system (3.3 * ), all the heat generated by the working heater (2) is sent vertically downward through the layer of the test substance to the side of the “refrigerator” (7).
В измерительном блоке просверлено отверстие диаметром 0,0005 - 0,0006 м до центра, строго горизонтально к рабочей поверхности блока, в которую помещаем один спай дифференциальной термопары Δ T (медь-константан, хромель-копель). В "холодильнике" (7) также строго горизонтально к рабочему торцу просверлены два отверстия с диаметрами 0,0005 - 0,0006 м, одна для дифференциальной термопары ( Δ T), а другая для абсолютной термопары (T2).A hole with a diameter of 0.0005 - 0.0006 m was drilled into the measuring unit to the center, strictly horizontally to the working surface of the unit, into which we place one junction of the differential thermocouple Δ T (copper-constantan, chromel-kopel). Two holes with diameters of 0.0005 - 0.0006 m were drilled strictly horizontally to the working end in the "refrigerator" (7), one for a differential thermocouple (Δ T) and the other for an absolute thermocouple (T 2 ).
Термопара (T2) показывает температуру "холодильника" (7), а термопара ( Δ T) - перепад температуры в слое исследуемого вещества. Термопара (T2) градуируется по образцовому платиновому термометру сопротивления.The thermocouple (T 2 ) shows the temperature of the “refrigerator” (7), and the thermocouple (Δ T) shows the temperature difference in the layer of the test substance. The thermocouple (T 2 ) is graduated using an exemplary platinum resistance thermometer.
Для устранения конвекции, возникающей в жидкостях при теплопередаче, особое внимание уделено созданию плоскопараллельности пластин и подготовке их поверхностей. To eliminate convection that occurs in liquids during heat transfer, special attention is paid to the creation of plane parallelism of the plates and the preparation of their surfaces.
Зазор между измерительным блоком и "холодильником", при исследовании теплопроводности жидкостей, создается тремя стеклянными цилиндрами (8) высотой 0,0003 м - 0,001 м, расположенными через 120o на поверхностях "холодильника" (7) вне эффективной рабочей поверхности измерительного блока, а при исследовании твердых тел - за счет высоты образца. В зазор, образуемый измерительным блоком и "холодильником" (7), помещается исследуемое вещество.The gap between the measuring unit and the "refrigerator", when studying the thermal conductivity of liquids, is created by three glass cylinders (8) with a height of 0.0003 m - 0.001 m located 120 o on the surfaces of the "refrigerator" (7) outside the effective working surface of the measuring unit, and in the study of solids - due to the height of the sample. The test substance is placed in the gap formed by the measuring unit and the “refrigerator” (7).
Измерительный блок ставится на "холодильник" (7) и помещается внутрь автоклава. В собранном виде устройство для измерения теплопроводности показано на фиг. 1. Предлагаемое устройство работает следующим образом. Тепло, выделяемое рабочим нагревателем (2) в измерительном блоке, распространяется вниз и в сторону охранного стакана (3*). Охранный стакан (3*) изготовлен из теплоизолятора и он направляет тепло вниз в сторону нижнего торца измерительного устройства, т.е. в сторону исследуемого вещества и "холодильника" (7).The measuring unit is placed on the “refrigerator” (7) and placed inside the autoclave. An assembled device for measuring thermal conductivity is shown in FIG. 1. The proposed device operates as follows. The heat generated by the working heater (2) in the measuring unit extends downward and towards the guard glass (3 * ). The safety glass (3 * ) is made of a heat insulator and it directs heat down towards the lower end of the measuring device, i.e. towards the test substance and the "refrigerator" (7).
Часть теплоты все равно проходит через охранный стакан (3*), и она создает градиент температуры между внутренней и наружной поверхностями (3*), тем самым возникает разность термоЭДС на дифференциальной поверхностной термопаре (4)-(3)-(3)-(1), и этот сигнал поступает на потенциометр, усиливается и подается на ВРТ-3 (высокоточный регулятор температуры), который автоматически подбирает мощность нагревателя (5) в наружном компенсационном блоке (4) - тем самым добиваемся отсутствия градиента температуры ( Δ T ≈ 0) на (3*) и компенсации потерь тепла от внутреннего нагревательного блока (1) через охранный стакан (3*).Part of the heat still passes through the guard cup (3 * ), and it creates a temperature gradient between the inner and outer surfaces (3 * ), thereby creating a difference in thermoEMF on the differential surface thermocouple (4) - (3) - (3) - ( 1), and this signal is fed to the potentiometer, amplified and fed to the VRT-3 (high-precision temperature controller), which automatically selects the power of the heater (5) in the outdoor compensation unit (4) - thereby achieving the absence of a temperature gradient (Δ T ≈ 0 ) to (3 * ) and compensation for heat loss from internal the early heating block (1) through the safety glass (3 * ).
Тепло, выделяемое рабочим нагревателем (2) в измерительном блоке фиг. 1 для определения теплопроводности, последовательно проходит сверху вниз через исследуемый образец, в сторону "холодильника". В результате чего на слое исследуемого образца возникает градиент Δ T, который оценивали при помощи дифференциальной медь-константановой или хромель-копелевой термопар ( Δ T), расположенных в отверстиях, просверленных строго горизонтально к рабочим поверхностям измерительного блока и "холодильника". Отверстия для термопар имели диаметр 0,0005 - 0,0006 м и располагались строго по изотермическим поверхностям. Расстояние между измерительным блоком и "холодильником" (7) задавали точными концевыми мерами с погрешностью ± 0,000002 м и имело строго заданную толщину. Таким образом, зная геометрические размеры измерительного блока, мощность, выделяемую в измерительном блоке (W), перепад температуры в слое исследуемого вещества ( Δ T), коэффициент теплопроводности (λ) оценивали при помощи закона Фурье по следующей формуле, для стационарного метода плоского-горизонтального слоя:
где
λ - коэффициент теплопроводности, Вт/м•К,
W - мощность внутреннего нагревателя, прошедшая через образец, Вт;
l - толщина слоя образца, м;
S - эффективная рабочая поверхность, м2;
ΔT - перепад температуры на образце, К.The heat generated by the operating heater (2) in the measuring unit of FIG. 1 to determine thermal conductivity, sequentially passes from top to bottom through the test sample, in the direction of the "refrigerator". As a result, a Δ T gradient arises on the layer of the test sample, which was evaluated using differential copper-constantan or chromel-kopel thermocouples (Δ T) located in holes drilled strictly horizontally to the working surfaces of the measuring unit and the "refrigerator". The holes for thermocouples had a diameter of 0.0005 - 0.0006 m and were located strictly on isothermal surfaces. The distance between the measuring unit and the “refrigerator” (7) was set with exact end measures with an error of ± 0.000002 m and had a strictly specified thickness. Thus, knowing the geometric dimensions of the measuring unit, the power released in the measuring unit (W), the temperature difference in the layer of the test substance (Δ T), and the thermal conductivity (λ) were estimated using the Fourier law using the following formula for the stationary method of flat-horizontal layer:
Where
λ is the coefficient of thermal conductivity, W / m • K,
W is the power of the internal heater passing through the sample, W;
l is the thickness of the sample layer, m;
S - effective working surface, m 2 ;
ΔT is the temperature difference on the sample, K.
Точность измерения теплопроводности на этом устройстве не хуже ± 1% в широкой области параметров состояния. Она достигается за счет уменьшения утечек тепла через охранный стакан в измерительном блоке (3*), изготовленного из теплоизолятора-диэлектрика, материала, имеющего низкую теплопроводность, более точной компенсацией утечек тепла через охранные стаканы (3) и (3*) по регистрации разности интегральных термоЭДС при помощи поверхностных термопар, а также уточнения границ площади эффективной рабочей поверхности в измерительном блоке за счет уменьшения толщины охранных стаканов от 0,004 - 0,005 м в прототипе [1] до 0,001 - 0,0016 м в нашем устройстве. Толщину металлического охранного стакана (3) можно довести до нескольких микрон, например, распыляя металл с внутренней и наружной поверхностей основного охранного стакана (3*), и тогда (3) теряет функции охранного стакана, но выполняет при этом роль одного из электродов пары дифференциальной термопары (например медь-константан, нихром-никель и т.д.). Чем меньше толщина охранного стакана (3), тем более увеличивается точность измерения теплопроводности на этом устройстве. Покажем, как уменьшаются неконтролируемые потери тепла через охранный стакан из теплоизолятора-диэлектрика асбестцемента (3*) в нашем устройстве по сравнению с прототипом [1], где имеет место только наличие металлического константанового стакана. Знаем из литературы, что теплопроводность константана 25 Вт/мК и асбестцемента 0,1 Вт/мК при 25oC. Воспользуемся формулой для расчета потерь тепла через цилиндрические поверхности.The accuracy of measuring thermal conductivity on this device is not worse than ± 1% in a wide range of state parameters. It is achieved by reducing heat leakage through the guard cup in the measuring unit (3 * ) made of a dielectric insulator, a material having low thermal conductivity, by more accurate compensation of heat leakages through the guard cups (3) and (3 * ) by recording the difference in integral thermoEMF using surface thermocouples, as well as clarifying the boundaries of the effective working surface area in the measuring unit by reducing the thickness of the guard glasses from 0.004 - 0.005 m in the prototype [1] to 0.001 - 0.0016 m in our device. The thickness of the metal guard cup (3) can be reduced to several microns, for example, by spraying metal from the inner and outer surfaces of the main guard cup (3 * ), and then (3) loses the function of the guard cup, but at the same time plays the role of one of the electrodes of the differential pair thermocouples (e.g. copper-constantan, nichrome-nickel, etc.). The smaller the thickness of the guard glass (3), the more the accuracy of measuring thermal conductivity on this device increases. Let us show how uncontrolled heat losses through a protective cup made of asbestos cement insulator (3 * ) in our device are reduced in comparison with the prototype [1], where only the presence of a metal constantan cup takes place. We know from the literature that the thermal conductivity of constantan is 25 W / mK and asbestos cement is 0.1 W / mK at 25 o C. We use the formula to calculate heat loss through cylindrical surfaces.
где λ - теплопроводность материала цилиндра, Вт/м•К;
ΔT - разность температур между внутренней и наружной сторонами цилиндрической стенки, К;
r - внутренний радиус цилиндра, м;
l - толщина стенки цилиндра, м.
where λ is the thermal conductivity of the cylinder material, W / m • K;
ΔT is the temperature difference between the inner and outer sides of the cylindrical wall, K;
r is the inner radius of the cylinder, m;
l is the cylinder wall thickness, m
Допуская одинаковую мощность рабочего нагрева (2) у нас и в прототипе [1] , толщины охранных стаканов в прототипе [1] и охранного стакана (3*) в нашем устройстве, а также измеряя с одинаковой чувствительностью градиенты температуры на охранных стаканах в прототипе [1] и в рекомендуемом нами устройстве (3*) - асбестцемент, будем иметь:
Допуская еще, что r1=r2, l1=l2 имеем
Неконтролируемые потери тепла через охранный стакан (3*) в предлагаемом нами устройстве для измерения теплопроводности уменьшились по сравнению с прототипом [1] в 250 раз.Assuming the same power of working heating (2) in our prototype [1], the thickness of the guard glasses in the prototype [1] and the guard glass (3 * ) in our device, and also measuring the temperature gradients on the guard glasses in the prototype with the same sensitivity [ 1] and in the device recommended by us (3 * ) - asbestos cement, we will have:
Assuming further that r 1 = r 2 , l 1 = l 2, we have
Uncontrolled heat loss through a safety glass (3 * ) in our device for measuring thermal conductivity decreased by 250 times compared with the prototype [1].
Устройство для измерения теплопроводности при исследовании веществ под давлением помещается внутрь автоклава. Предлагаемое нами устройство предназначено для исследования теплопроводности твердых тел, пористых материалов, насыщенных флюидами, жидких растворов органических веществ, несмешивающихся жидких растворов различных концентраций в интервале температур (-100) - (+500)oC и различных давлениях, включая окрестности фазовых переходов второго рода и критического состояния вещества.A device for measuring thermal conductivity in the study of substances under pressure is placed inside the autoclave. Our device is designed to study the thermal conductivity of solids, porous materials saturated with fluids, liquid solutions of organic substances, immiscible liquid solutions of various concentrations in the temperature range (-100) - (+500) o C and various pressures, including the vicinity of phase transitions of the second kind and critical state of matter.
Для проведения исследований теплопроводности веществ под давлением измерительный блок и "холодильник" помещаются внутрь автоклава. Давление на образец в автоклаве передается инертным газом или жидкостью от грузопоршневого манометра МП-2500. To conduct thermal conductivity studies of substances under pressure, the measuring unit and the “refrigerator” are placed inside the autoclave. The pressure on the sample in the autoclave is transmitted by an inert gas or liquid from the MP-2500 deadweight tester.
При измерении теплопроводности инертных и неагрессивных веществ вещество непосредственно закачивалось внутрь автоклава. При исследовании же агрессивных электропроводящих жидких растворов нагревательные элементы устройства для измерения теплопроводности, а также термопары помещаются в капиллярные трубки из нержавеющей стали (12Х18Н10Т) диаметром 1 - 1,2 мм и исследуемый раствор и жидкость также закачивались внутрь автоклава. When measuring the thermal conductivity of inert and non-aggressive substances, the substance was directly pumped into the autoclave. In the study of aggressive electrically conductive liquid solutions, the heating elements of the device for measuring thermal conductivity, as well as thermocouples, are placed in stainless steel capillary tubes (12X18H10T) with a diameter of 1 - 1.2 mm and the test solution and liquid were also pumped into the autoclave.
В обоих случаях исследуемое вещество заполняло предварительно вакуумированный автоклав. Для разгрузки автоклава от использованного жидкого раствора он продувался очищенным инертным газом. При исследовании теплопроводности твердых тел и пористых материалов вещество помещается предварительно между измерительным блоком и "холодильником" и автоклав закрывается. In both cases, the test substance was filled in a pre-evacuated autoclave. To unload the autoclave from the used liquid solution, it was purged with purified inert gas. When studying the thermal conductivity of solids and porous materials, the substance is preliminarily placed between the measuring unit and the “refrigerator” and the autoclave is closed.
На чертеже изображено медь-константан-асбестцемент-константан -медное устройство для измерения теплопроводности (устройство медь-константан). Измерительные блоки при исследовании агрессивных растворов готовят из следующих пар:
а) никель-нихром-фарфор-нихром-никель (никель-нихромовое устройство),
б) никель-сталь нержавеющая-фарфор-сталь нержавеющая-никель и т. д. (устройства-никель-нержавеющая сталь).The drawing shows copper-constantan-asbestos-cement-constantan-copper device for measuring thermal conductivity (copper-constantan device). Measuring blocks in the study of aggressive solutions are prepared from the following pairs:
a) nickel-nichrome-porcelain-nichrome-nickel (nickel-nichrome device),
b) nickel-steel stainless-porcelain-steel stainless-nickel, etc. (devices-nickel-stainless steel).
Указанные пары металлов в паре дают высокую термоЭДС, близки по температурному коэффициенту расширения. Еще другим преимуществом нашего устройства перед прототипом является то, что можно изготовить устройство и таким, чтобы теплопроводность второй пары металла охранного стакана (3) была больше, чем первой, например устройство-нержавеющая сталь-никель - асбестцемент - никель-нержавеющая сталь. Работоспособность устройства не ухудшается, т.к. имеется охранный стакан (3*) из теплоизолятора-диэлектрика асбестцемента (фарфор, шамот и т.д.).These pairs of metals in a pair give a high thermoEMF, are close in temperature expansion coefficient. Another advantage of our device over the prototype is that it is possible to manufacture the device so that the thermal conductivity of the second pair of metal of the safety glass (3) is greater than the first, for example, device-stainless steel-nickel - asbestos cement - nickel-stainless steel. The performance of the device does not deteriorate, because there is a safety glass (3 * ) made of asbestos cement insulator (porcelain, chamotte, etc.).
Литература:
1. Амирханов Х.И., Адамов А.П. Теплопроводность двуокиси углерода вдоль пограничной кривой и в области критического состояния. Теплоэнергетика.-1963, N 7, с. 77-82.Literature:
1. Amirkhanov Kh.I., Adamov A.P. Thermal conductivity of carbon dioxide along the boundary curve and in the region of the critical state. Heat Power Engineering. -1963, N 7, p. 77-82.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97106954A RU2124717C1 (en) | 1997-04-29 | 1997-04-29 | Device measuring thermal conductivity |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97106954A RU2124717C1 (en) | 1997-04-29 | 1997-04-29 | Device measuring thermal conductivity |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2124717C1 true RU2124717C1 (en) | 1999-01-10 |
| RU97106954A RU97106954A (en) | 1999-03-20 |
Family
ID=20192452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97106954A RU2124717C1 (en) | 1997-04-29 | 1997-04-29 | Device measuring thermal conductivity |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2124717C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103091360A (en) * | 2013-01-09 | 2013-05-08 | 西安交通大学 | Heat block device for reducing heat loss of experimental tube section in flowing heat exchange experiment |
| RU2492455C1 (en) * | 2012-02-17 | 2013-09-10 | Михаил Александрович Кузнецов | Device for measuring thermal conductivity of porous bodies fluid-saturated under pressure |
| RU2495409C1 (en) * | 2012-05-25 | 2013-10-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП НПП "Исток") | Apparatus for determining thermal conductivity coefficient of material |
| RU2564697C1 (en) * | 2014-08-05 | 2015-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Внедрение, научное исследование, испытание строительных материалов-Новый Век" (ООО ВНИИСТРОМ-НВ) | Device to measure heat conductivity |
-
1997
- 1997-04-29 RU RU97106954A patent/RU2124717C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Амирханов Х.И. и др. Теплопроводность двуокиси углерода вдоль пограничной кривой и в области критического состояния. Теплоэнергетика. - 1963, N7, с.77 - 82. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2492455C1 (en) * | 2012-02-17 | 2013-09-10 | Михаил Александрович Кузнецов | Device for measuring thermal conductivity of porous bodies fluid-saturated under pressure |
| RU2495409C1 (en) * | 2012-05-25 | 2013-10-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Исток" (ФГУП НПП "Исток") | Apparatus for determining thermal conductivity coefficient of material |
| CN103091360A (en) * | 2013-01-09 | 2013-05-08 | 西安交通大学 | Heat block device for reducing heat loss of experimental tube section in flowing heat exchange experiment |
| RU2564697C1 (en) * | 2014-08-05 | 2015-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Внедрение, научное исследование, испытание строительных материалов-Новый Век" (ООО ВНИИСТРОМ-НВ) | Device to measure heat conductivity |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3905243A (en) | Liquid-level sensing device | |
| RU2124717C1 (en) | Device measuring thermal conductivity | |
| RU2096773C1 (en) | Gear measuring thermal conductivity | |
| GB2131175A (en) | Measuring temperatures and heat transfer coefficients | |
| US4781057A (en) | Method and apparatus for detecting leaks in a liquid-containing tank | |
| RU2700726C1 (en) | Heat flux sensor | |
| SU779870A1 (en) | Device for measuring heat conductance | |
| CN102778476B (en) | Method for measuring heat conduction coefficient by using positive and negative bidirectional heat flow method | |
| Misic et al. | Thermal conductivity measurements for nitrogen in the dense gaseous state | |
| BG64136B1 (en) | Device for detecting the heat carrier level in a reactor | |
| SU1749804A2 (en) | Contact heater for testing thermophysical properties of nonmetallic materials | |
| SU443293A1 (en) | Device for complex determination of thermophysical properties of materials with high thermal conductivity | |
| RU2791676C1 (en) | Cooled heat flow sensor | |
| SU1518752A1 (en) | Apparatus for thermophysical measurements | |
| SU757949A1 (en) | Device for determining liquid heat conductivity coefficient | |
| RU2808218C1 (en) | Heat receiver | |
| SU1120185A1 (en) | Device for calibrating thermal converter heat flow meter | |
| RU2170924C2 (en) | Method of determination of contact thermal resistances | |
| SU1659815A1 (en) | Method of determining thermal conductivity of a material | |
| RU2811342C1 (en) | Thermal conductivity measuring device | |
| RU2247362C1 (en) | Thermograph for thermal analysis of food fats | |
| SU892239A1 (en) | Heat flow pickup | |
| SU823999A1 (en) | Device for measuring thermal conductivity of thin-walled cylinders | |
| SU1117511A1 (en) | Device for determination of hard material thermal conductivity | |
| SU1721490A1 (en) | Device for determining thermal and physical characteristics of materials |