УСТАНОВКА ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ ТЕПЛОПРОВІДНОСТІ ПЛАСТИН СТАЦІОНАРНИМ МЕТОДОМ

Анотація

При вимірюванні теплопровідності теплоізоляційних матеріалів, виготовлених методами порошкової металургії, та будівельних пористих виникають ускладнення, обумовлені тим, що теплові потоки через зразки співрозмірні з тепловими втратами. Метод стаціонарного теплового потоку (СТП) простий, не вимагає складного обладнання, дозволяє визначити теплопровідність не в приповерхневому шарі, а в усьому об’ємі зразка. Недоліком його є низька точність і необхідність застосування еталонних зразків. Метою роботи є розробка установки для вимірювання теплопровідності зразків значних розмірів із матеріалу з низькою теплопровідністю методом стаціонарного теплового потоку із суттєво вищою, ніж у існуючих установок, які використовують цей метод, точністю. Це досягається тим, що зразок, який представляє собою тонку квадратну пластину великих розмірів, затискається між камерою нагрівника і холодильником. Камера нагрів- ника виготовлена із теплоізоляційного матеріалу, а її передня стінка, з якою контактує зразок, із мідної пластини (що має добру теплопровідність). В робочому режимі температура в камері нагрівника підтримується рівною температурі оточуючого середовища, що дозволяє знехтувати тепловими втратами і вважати, що в стаціонарному режимі потужність нагрівника дорівнює потоку теплової енергії через зразок. Товщина зразка значно менша за величину його сторони (зразок повинен мати форму квадрату). Таке допущення необхідне для використання умови ізотропного розподілу температури в поперечному перерізі зразка. Холодильник заповнюється водою із льодом. Ізотропний розподіл температури в зразку забезпечується його контактом з мідними стінками камери нагрівника і холодильника. Температура нагрітої поверхні зразка вимірюється з допомогою термопари, яка вводиться через отвір в передній стінці камери нагрівника. Запропонована конструкція установки і умови її експлуатації дозволяють суттєво підвищити точність визначення коефіцієнта теплопровідності і зробити похибку меншою 2%.