RU2478936C1 - Способ определения коэффициента теплопроводности сверхтонких жидких теплоизоляционных покрытий - Google Patents
Способ определения коэффициента теплопроводности сверхтонких жидких теплоизоляционных покрытий Download PDFInfo
- Publication number
- RU2478936C1 RU2478936C1 RU2011145173/04A RU2011145173A RU2478936C1 RU 2478936 C1 RU2478936 C1 RU 2478936C1 RU 2011145173/04 A RU2011145173/04 A RU 2011145173/04A RU 2011145173 A RU2011145173 A RU 2011145173A RU 2478936 C1 RU2478936 C1 RU 2478936C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- thermal conductivity
- heat
- super
- layers
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области исследования и анализа теплофизических свойств материалов и может быть использовано при определении коэффициента теплопроводности сверхтонких жидких теплоизоляционных покрытий - λu. Способ определения коэффициента теплопроводности сверхтонких жидких теплоизоляционных покрытий заключается в использовании многослойной плоскопараллельной стенки, состоящей из двух слоев материала, установленных на источник тепла, измерении температуры источника тепла tт, температур между двумя слоями материала t и наружной поверхности tн, в определении λu по расчетной формуле. Температуру неизолированной наружной поверхности верхнего слоя tн вычисляют как разность удвоенной температуры между слоями материала и температуры источника тепла по равенству: tн=2t-tт, затем закрепляют на наружной поверхности верхнего слоя материала тонкую металлическую пластину с нанесенным на нее сверхтонким жидким теплоизоляционным покрытием, измеряют температуру в контактной поверхности верхнего слоя материала и металлической пластины с теплоизоляцией tu и определяют коэффициент теплопроводности сверхтонкого жидкого теплоизоляционного покрытия λu по формуле:
где λu - коэффициент теплопроводности сверхтонкого теплоизоляционного покрытия,
δu - толщина сверхтонкого теплоизоляционного покрытия,
δ - толщина слоя материала,
λ - коэффициент теплопроводности материала,
tн - температура неизолированной наружной поверхности верхнего слоя,
tu - температура в контактной поверхности верхнего слоя материала и металлической пластины с теплоизоляцией.
Технический результат - метод позволяет измерять λu в диапазоне от 0,01 до 0,009 Вт/м°С, способ является простым и доступным. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области исследования и анализа теплофизических свойств материалов и может быть использовано при определении коэффициента теплопроводности сверхтонких жидких теплоизоляционных покрытий - λu.
Известен способ определения коэффициента теплопроводности сверхтонких жидких теплоизоляционных покрытий λu с использованием устройства, включающего сосуд из нержавеющей стали, наполненный водой, нагреваемой до температуры кипения, к которому прикрепляются три камеры из пенопласта соответствующих размеров, разделенные металлическими пластинами. Между первой и второй камерами стоит пластина с нанесенным на нее сверхтонким жидким теплоизоляционным покрытием. Коэффициент теплопроводности определяется по уравнению: λu=δu/[((t2-t4)/q1)-(1/αв+2δк/λк+1/αн)]. (Метод разработан: www.re-therm.ru/docs/teploprovodnost.xls, в разработке «Методических рекомендаций» принимали участие: Ю.Ю.Головач (ФГУП НИИ «Сантехники»), А.В.Швецов (Capstone Manufacturing), Ю.Ф.Колхир (ЗАО «Предприятие Итиль»)).
Способ определяет коэффициент теплопроводности изоляции при строго определенных внешних условиях, чего достигнуть не всегда возможно.
Известен способ определения коэффициента теплопроводности с помощью «вспомогательной стенки», включающей два слоя материала, один из которых с известным коэффициентом теплопроводности, размещаемые на источнике тепла, у второго определятся коэффициент теплопроводности по формуле:
где δ1 и λ1 - толщина и коэффициент теплопроводности материала с известным коэффициентом теплопроводности, tт - температура источника тепла, t1 - температура между слоями стенки, t2 - температура наружной поверхности второго слоя, δ2 - толщина слоя, коэффициент теплопроводности которого определяется. Этот слой может быть теплоизоляцией (Михеев М.А., Михеева И.М. Краткий курс теплопередачи, М.-Л., Госэнергоиздат, 1961, 208 с.).
По указанному способу можно определить коэффициент теплопроводности традиционных теплоизоляторов. Способ основан на равенстве удельных тепловых потоков, применять его при определении коэффициента теплопроводности сверхтонких жидких теплоизоляционных покрытий в силу их специфических свойств затруднительно.
Изобретение направлено на определение коэффициента теплопроводности сверхтонких жидких теплоизоляционных покрытий λu доступным способом.
Результат достигается тем, что в способе определения коэффициента теплопроводности сверхтонких жидких теплоизоляционных покрытий, заключающемся в использовании многослойной плоскопараллельной стенки, состоящей из двух слоев материала, установленных на источник тепла, измерении температуры источника тепла tт, температур между двумя слоями материала t и наружной поверхности tн, в определении λu по расчетной формуле, согласно изобретению температуру неизолированной наружной поверхности верхнего слоя tн вычисляют как разность удвоенной температуры между слоями материала и температуры источника тепла по равенству: tн=2t-tт, затем закрепляют на наружной поверхности верхнего слоя материала тонкую металлическую пластину с нанесенным на нее сверхтонким жидким теплоизоляционным покрытием, измеряют температуру в контактной поверхности верхнего слоя материала и металлической пластины с теплоизоляцией tu и определяют коэффициент теплопроводности сверхтонкого жидкого теплоизоляционного покрытия λu по формуле:
где λu - коэффициент теплопроводности сверхтонкого теплоизоляционного покрытия,
δu - толщина сверхтонкого теплоизоляционного покрытия,
δ - толщина слоя материала,
λ - коэффициент теплопроводности материала,
tн - температура неизолированной наружной поверхности верхнего слоя,
tu - температура в контактной поверхности верхнего слоя материала и металлической пластины с теплоизоляцией.
Устройство для определения коэффициента теплопроводности сверхтонких жидких теплоизоляционных покрытий λu представлено на фиг.1.
Устройство представляет собой установку (фиг.1а), являющуюся многослойной плоскопараллельной стенкой, включающую установленные друг на друга два слоя одного и того же материала одинаковой толщины δ и с равными коэффициентами теплопроводности λ: нижний слой 1 и верхний слой 2. Измерив температуру tт терморегулируемого источника тепла 3 и температуру t между слоями 1 и 2 и вычислив по ним температуру tн на наружной поверхности верхнего слоя 2, закрепляют тонкую металлическую пластину с нанесенным на ее внешнюю поверхность сверхтонким жидким теплоизоляционным покрытием 4 (далее теплоизоляция) (фиг.1б). Толщина δ пластины должна быть такой, чтобы она не коробилась от термонапряжений. Благодаря высокому коэффициенту теплопроводности тонкая металлическая пластина практически не влияет на результаты измеряемых температур. Так как сама термопара и ее измерительный спай имеют определенные размеры, между слоями устанавливают дополнительные металлические пластины толщиной, совместимой с размерами термопар. В этих пластинах для термопар делаются прорези, обеспечивающие измерение температуры приблизительно в центре слоя. Все это устанавливают на терморегулируемый источник тепла 3, обеспечивая плотное прилегание всех слоев. Установка должна исключать влияние внешней среды на боковые поверхности слоев.
Способ определения коэффициента теплопроводности сверхтонкого жидкого теплоизоляционного покрытия осуществляется следующим образом. Терморегулируемый источник тепла 3 включают в работу и по достижении расчетного термостационарного режима снимают показания термопар: температуру tт источника тепла 3, температуру t между слоями 1 и 2, вычисляют температуру tн неизолированной наружной поверхности верхнего слоя 2 по равенству tн=2t-tт (формула получена из условия равенства удельных тепловых потоков в слоях (фиг.1а) q1=q2 или
, где
).
После установки металлической пластины с теплоизоляцией 4 на верхний слой 2 измеряют температуру tu в контактной поверхности верхнего слоя материала 2 и металлической пластины с теплоизоляцией 4 при том же режиме работы источника тепла (значения температур снимают с монитора персонального компьютера, куда передаются от термопар через измеритель-регулятор ТРМ138 и его преобразователь интерфейса АС3-М-220 с помощью программы SCADA-система (контроллер процессов). В качестве материала для слоев использовалось оконное стекло с δ=0,0059 м и λ=0,74 Вт/м°C).
Затем определяют количество тепла на наружной поверхности верхнего слоя 2 без изоляции по температуре tн наружной поверхности верхнего слоя 2 (фиг.1а)
и количество тепла на этой же поверхности по температуре tu в контактной поверхности верхнего слоя материала 2 и металлической пластины с теплоизоляцией 4 (фиг.1б)
где F - площадь поверхности слоя (одинаковая для всех слоев).
Вычисляют количество тепла на контактной поверхности теплоизоляции 4 по температуре tu в контактной поверхности верхнего слоя материала 2 и металлической пластины с теплоизоляцией 4 (фиг.1б)
Согласно закону сохранения энергии (сумма количества тепла на наружной поверхности θ слоя 2 и количество тепла θu на контактной поверхности изоляции 4 равна количеству тепла
, приобретенного наружной поверхностью слоя 2 благодаря действию теплоизоляции)
или
. Отсюда определяют коэффициент теплопроводности сверхтонкого жидкого теплоизоляционного покрытия λu по формуле:
Предлагаемый способ определения коэффициента теплопроводности сверхтонкого жидкого теплоизоляционного покрытия λu достаточно простой и доступный. Теплоизоляция работает как реальный производственный объект. Нет необходимости измерять температуру на ее поверхности, которую из-за теплофизических свойств теплоизоляции практически трудно измерить. Умение определять величину коэффициента теплопроводности λu позволит уверенно использовать сверхтонкие жидкие теплоизоляционные покрытия в производстве, используя их положительные качества, и, может быть, создавать новые еще более качественные материалы.
Метод позволяет измерять λu в диапазоне от 0,01 до 0,009 Вт/м°C.
Claims (1)
- Способ определения коэффициента теплопроводности сверхтонких жидких теплоизоляционных покрытий, заключающийся в использовании многослойной плоскопараллельной стенки, состоящей из двух слоев материала, установленных на источник тепла, измерении температуры источника тепла tт, температур между двумя слоями материала t и наружной поверхности tн, в определении λu по расчетной формуле, отличающийся тем, что температуру неизолированной наружной поверхности верхнего слоя tн вычисляют как разность удвоенной температуры между слоями материала и температуры источника тепла по равенству: tн=2t-tт, затем закрепляют на наружной поверхности верхнего слоя материала тонкую металлическую пластину с нанесенным на нее сверхтонким жидким теплоизоляционным покрытием, измеряют температуру в контактной поверхности верхнего слоя материала и металлической пластины с теплоизоляцией tu и определяют коэффициент теплопроводности сверхтонкого жидкого теплоизоляционного покрытия λu по формуле:
где λu - коэффициент теплопроводности сверхтонкого теплоизоляционного покрытия;
δu - толщина сверхтонкого теплоизоляционного покрытия;
δ - толщина слоя материала;
λ - коэффициент теплопроводности материала;
tн - температура неизолированной наружной поверхности верхнего слоя;
tu - температура в контактной поверхности верхнего слоя материала и металлической пластины с теплоизоляцией.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011145173/04A RU2478936C1 (ru) | 2011-11-07 | 2011-11-07 | Способ определения коэффициента теплопроводности сверхтонких жидких теплоизоляционных покрытий |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011145173/04A RU2478936C1 (ru) | 2011-11-07 | 2011-11-07 | Способ определения коэффициента теплопроводности сверхтонких жидких теплоизоляционных покрытий |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2478936C1 true RU2478936C1 (ru) | 2013-04-10 |
Family
ID=49152374
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011145173/04A RU2478936C1 (ru) | 2011-11-07 | 2011-11-07 | Способ определения коэффициента теплопроводности сверхтонких жидких теплоизоляционных покрытий |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2478936C1 (ru) |
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103592329A (zh) * | 2013-10-24 | 2014-02-19 | 西安交通大学 | 一种测试热障涂层隔热温度的方法 |
RU2568983C1 (ru) * | 2014-06-24 | 2015-11-20 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Вологодский государственный университет" (ВоГУ) | Способ определения коэффициента теплопроводности жидкой тепловой изоляции в лабораторных условиях |
CN105223231A (zh) * | 2015-10-21 | 2016-01-06 | 同济大学 | 测试膨胀型防火涂料等效热传导系数的试验方法 |
RU2594388C2 (ru) * | 2014-02-11 | 2016-08-20 | Александр Валерьевич Бояринцев | Способ определения коэффициента теплопроводности жидких теплоизоляционных покрытий |
RU2602595C1 (ru) * | 2015-04-06 | 2016-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "Информационные и энергетические технологии" (ООО НПЦ "Инэнтех") | Способ определения коэффициента теплопроводности жидкой тепловой изоляции в натурных условиях |
RU2610348C1 (ru) * | 2015-11-02 | 2017-02-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вологодский государственный университет" (ВоГУ) | Способ определения коэффициента теплопроводности жидкой тепловой изоляции на поверхности плоского источника теплоты |
CN106442612A (zh) * | 2016-09-06 | 2017-02-22 | 哈尔滨工业大学 | 真空高温热防护产品绝热性能测试方法 |
RU2646437C1 (ru) * | 2016-12-13 | 2018-03-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вологодский государственный университет" (ВоГУ) | Способ определения коэффициента теплопроводности жидкой тепловой изоляции при нестационарном тепловом режиме |
CN108872306A (zh) * | 2018-07-23 | 2018-11-23 | 内蒙古科技大学 | 一种太阳能测定材料导热系数实验仪及其测量方法 |
CN109324080A (zh) * | 2018-05-23 | 2019-02-12 | 华侨大学 | 三明治式防火板材导热系数的测量装置及测量方法 |
CN109490355A (zh) * | 2017-09-13 | 2019-03-19 | 大唐移动通信设备有限公司 | 一种导热系数测试装置及测量导热系数的方法 |
CN109540962A (zh) * | 2018-11-30 | 2019-03-29 | 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 | 一种隔热结构的隔热效能表征方法 |
RU2731112C1 (ru) * | 2019-05-28 | 2020-08-28 | Александр Валерьевич Бояринцев | Способ определения коэффициента теплопроводности теплоизоляционных покрытий на основе полых микросфер с помощью тепловизора |
RU2752469C1 (ru) * | 2020-12-07 | 2021-07-28 | Александр Валерьевич Бояринцев | Способ определения коэффициента теплоотдачи и коэффициента теплопроводности теплоизоляционных покрытий на основе полых микросфер методом замера фактических теплопотерь в стационарных условиях |
CN113433163A (zh) * | 2020-06-17 | 2021-09-24 | 南京大学 | 导热系数的测试方法及其测试*** |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN201222042Y (zh) * | 2008-07-07 | 2009-04-15 | 上海理工大学 | 材料导热系数测量装置 |
RU2426106C1 (ru) * | 2009-12-31 | 2011-08-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Лётно-исследовательский институт имени М.М.Громова" | Способ определения коэффициента теплопроводности тонкостенных теплозащитных покрытий и устройство для его осуществления |
-
2011
- 2011-11-07 RU RU2011145173/04A patent/RU2478936C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN201222042Y (zh) * | 2008-07-07 | 2009-04-15 | 上海理工大学 | 材料导热系数测量装置 |
RU2426106C1 (ru) * | 2009-12-31 | 2011-08-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Лётно-исследовательский институт имени М.М.Громова" | Способ определения коэффициента теплопроводности тонкостенных теплозащитных покрытий и устройство для его осуществления |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Михеев М.А., Михеева И.М. Краткий курс теплопередачи. - М.-Л., 1961, 208 с. * |
Cited By (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103592329B (zh) * | 2013-10-24 | 2016-02-24 | 西安交通大学 | 一种测试热障涂层隔热温度的方法 |
CN103592329A (zh) * | 2013-10-24 | 2014-02-19 | 西安交通大学 | 一种测试热障涂层隔热温度的方法 |
RU2594388C2 (ru) * | 2014-02-11 | 2016-08-20 | Александр Валерьевич Бояринцев | Способ определения коэффициента теплопроводности жидких теплоизоляционных покрытий |
RU2568983C1 (ru) * | 2014-06-24 | 2015-11-20 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Вологодский государственный университет" (ВоГУ) | Способ определения коэффициента теплопроводности жидкой тепловой изоляции в лабораторных условиях |
RU2602595C1 (ru) * | 2015-04-06 | 2016-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "Информационные и энергетические технологии" (ООО НПЦ "Инэнтех") | Способ определения коэффициента теплопроводности жидкой тепловой изоляции в натурных условиях |
CN105223231A (zh) * | 2015-10-21 | 2016-01-06 | 同济大学 | 测试膨胀型防火涂料等效热传导系数的试验方法 |
RU2610348C1 (ru) * | 2015-11-02 | 2017-02-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вологодский государственный университет" (ВоГУ) | Способ определения коэффициента теплопроводности жидкой тепловой изоляции на поверхности плоского источника теплоты |
CN106442612A (zh) * | 2016-09-06 | 2017-02-22 | 哈尔滨工业大学 | 真空高温热防护产品绝热性能测试方法 |
CN106442612B (zh) * | 2016-09-06 | 2019-07-19 | 哈尔滨工业大学 | 真空高温热防护产品绝热性能测试方法 |
RU2646437C1 (ru) * | 2016-12-13 | 2018-03-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вологодский государственный университет" (ВоГУ) | Способ определения коэффициента теплопроводности жидкой тепловой изоляции при нестационарном тепловом режиме |
CN109490355A (zh) * | 2017-09-13 | 2019-03-19 | 大唐移动通信设备有限公司 | 一种导热系数测试装置及测量导热系数的方法 |
CN109324080A (zh) * | 2018-05-23 | 2019-02-12 | 华侨大学 | 三明治式防火板材导热系数的测量装置及测量方法 |
CN108872306A (zh) * | 2018-07-23 | 2018-11-23 | 内蒙古科技大学 | 一种太阳能测定材料导热系数实验仪及其测量方法 |
CN108872306B (zh) * | 2018-07-23 | 2020-08-11 | 内蒙古科技大学 | 一种太阳能测定材料导热系数实验仪及其测量方法 |
CN109540962A (zh) * | 2018-11-30 | 2019-03-29 | 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 | 一种隔热结构的隔热效能表征方法 |
CN109540962B (zh) * | 2018-11-30 | 2021-07-09 | 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 | 一种隔热结构的隔热效能表征方法 |
RU2731112C1 (ru) * | 2019-05-28 | 2020-08-28 | Александр Валерьевич Бояринцев | Способ определения коэффициента теплопроводности теплоизоляционных покрытий на основе полых микросфер с помощью тепловизора |
CN113433163A (zh) * | 2020-06-17 | 2021-09-24 | 南京大学 | 导热系数的测试方法及其测试*** |
CN113433163B (zh) * | 2020-06-17 | 2022-03-08 | 南京大学 | 导热系数的测试方法及其测试*** |
RU2752469C1 (ru) * | 2020-12-07 | 2021-07-28 | Александр Валерьевич Бояринцев | Способ определения коэффициента теплоотдачи и коэффициента теплопроводности теплоизоляционных покрытий на основе полых микросфер методом замера фактических теплопотерь в стационарных условиях |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2478936C1 (ru) | Способ определения коэффициента теплопроводности сверхтонких жидких теплоизоляционных покрытий | |
Xiao et al. | Effective thermal conductivity of open-cell metal foams impregnated with pure paraffin for latent heat storage | |
Tang et al. | Theoretical and experimental study on thermal barrier coating (TBC) uneven thickness detection using pulsed infrared thermography technology | |
Lu et al. | Inverse estimation of the inner wall temperature fluctuations in a pipe elbow | |
RU2387981C1 (ru) | Способ комплексного определения теплофизических характеристик материалов | |
RU2490619C1 (ru) | Способ определения коэффициента эффективности сверхтонких теплоизоляционных покрытий | |
Yoon et al. | Estimation of the thermal properties of hardened cement paste on the basis of guarded heat flow meter measurements | |
Sun | Pulsed thermal imaging measurement of thermal properties for thermal barrier coatings based on a multilayer heat transfer model | |
CN203798759U (zh) | 一种玻璃热物性测试仪 | |
Zhang et al. | Determination of temperature dependent thermophysical properties using an inverse method and an infrared line camera | |
Hailemariam et al. | Thermal and dielectric behaviour of fine-grained soils | |
Gurov et al. | The choice of the optimum conditions for measuring the thermal properties of materials by the plane “instantaneous” heat source method | |
Ma et al. | Convective mass transfer from a horizontal rotating large-diameter cylinder | |
Simões et al. | Laboratory assessment of thermal transmittance of homogeneous building elements using infrared thermography | |
Jang et al. | Combined heat transfer of radiation and conduction in stacked radiation shields for vacuum insulation panels | |
Yang et al. | Construction and calibration of a large-area heat flow meter apparatus | |
RU2568983C1 (ru) | Способ определения коэффициента теплопроводности жидкой тепловой изоляции в лабораторных условиях | |
Wang et al. | Analysis of simplified heat transfer models for thermal property determination of nano-film by TDTR method | |
RU2594388C2 (ru) | Способ определения коэффициента теплопроводности жидких теплоизоляционных покрытий | |
RU2646437C1 (ru) | Способ определения коэффициента теплопроводности жидкой тепловой изоляции при нестационарном тепловом режиме | |
Yang et al. | Combination of terahertz radiation method and thermal probe method for non-destructive thermal diagnosis of thick building walls | |
Ramadan et al. | Analysis of transient heat transfer in multilayer thin films with nonlinear thermal boundary resistance | |
Anuchin et al. | Influence of the Method of Attaching Surface Thermocouples on the Error of Temperature Determination in Testing Ceramic Materials on Radiative Heating Installations | |
RU2551389C1 (ru) | Способ определения теплопроводности теплозащитных покрытий высокотеплопроводных материалов | |
Grinchuk | Contact heat conductivity under conditions of high-temperature heat transfer in fibrous heat-insulating materials |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141108 |