×
20.11.2015
216.013.91f7

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ЖИДКОЙ ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ В ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения коэффициента теплопроводности жидких теплоизоляционных материалов. Сущность заявленного способа заключается в определении измерителем теплопроводности эквивалентного коэффициента теплопроводности плоского трехслойного образца квадратного сечения, состоящего из двух одинаковых теплопроводных эталонов известной толщины с известным коэффициентом теплопроводности материала и слоя жидкой тепловой изоляции известной толщины, расположенного между эталонами. По известным значениям коэффициентов теплопроводности плоского трехслойного образца и теплопроводных эталонов, толщинам отдельных слоев плоского трехслойного образца (эталонов и жидкой тепловой изоляции) вычисляют по специальной расчетной формуле коэффициент теплопроводности жидкой тепловой изоляции. Технический результат - повышение точности определения коэффициента теплопроводности жидкой тепловой изоляции в лабораторных условиях. 1 ил.
Основные результаты: Способ определения коэффициента теплопроводности жидкой тепловой изоляции в лабораторных условиях, включающий использование нагревателя, двух одинаковых теплопроводных эталонов известной толщины с известным коэффициентом теплопроводности материала и проведение испытаний в условиях стационарного теплового режима, отличающийся тем, что слой жидкой тепловой изоляции известной толщины располагают между теплопроводными эталонами, измерителем теплопроводности определяют эквивалентный коэффициент теплопроводности плоского трехслойного образца, коэффициент теплопроводности жидкой тепловой изоляции вычисляют по формуле: ,где δ - толщина слоя жидкой тепловой изоляции;δ - толщина одного эталона;λ - эквивалентный коэффициент теплопроводности плоского трехслойного образца, определенный измерителем теплопроводности;λ - коэффициент теплопроводности материала теплопроводных эталонов.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к стационарным способам определения коэффициента теплопроводности жидких теплоизоляционных материалов. Разработанный способ может применяться в строительстве и теплоэнергетике для исследования в лабораторных условиях теплопроводных качеств сверхтонких жидких теплоизоляционных покрытий.

Известен способ определения коэффициента теплопроводности жидких веществ методом коаксиальных цилиндров. Цилиндрический зазор, образованный двумя коаксиально расположенными цилиндрами, заполняют исследуемым жидким веществом. Слой жидкого вещества ограничивают внутренним цилиндром с известным наружным диаметром и длиной и наружным цилиндром с известным внутренним диаметром. Во внутреннем цилиндре размещают основной нагреватель с известной тепловой мощностью. Для исключения торцевых потерь теплоты с внутреннего цилиндра в системе устройства предусматривают охранные цилиндры с охранными нагревателями. Рабочую разность температур поверхностей цилиндров, граничащих с жидким веществом, измеряют термопарами. Коэффициент теплопроводности исследуемого жидкого вещества определяют по уравнению теплопроводности для однослойной цилиндрической стенки при стационарном тепловом режиме [1].

К недостаткам данного способа можно отнести техническую сложность установки для реализации способа, которая включает два цилиндра, между которыми располагают исследуемое жидкое вещество, охранные цилиндры, предназначенные для устранения торцевых потерь теплоты с внутреннего цилиндра, и термопары, установленные на наружной поверхности внутреннего цилиндра и внутренней поверхности наружного цилиндра.

Известен способ определения коэффициента теплопроводности тонкостенных теплозащитных покрытий, проводимый в два этапа. На первом этапе с помощью нагревателя с постоянной температурой равномерно на дистанции нагревают всю внешнюю поверхность образца без теплозащитного покрытия, одновременно охлаждая обратную сторону образца воздушным потоком, движущимся в теплоизолированном вентиляционном канале. На втором этапе наносят теплозащитное покрытие на внешнюю поверхность образца, повторно проводя те же самые испытания. По результатам бесконтактного измерения термографами температурных полей поверхностей образца до и после нанесения на одну из его сторон теплозащитного покрытия, а также по температуре охлаждающего воздуха вычисляют по специальным расчетным формулам коэффициент теплопроводности теплозащитного покрытия [2].

К недостаткам данного способа можно отнести продолжительность проведения эксперимента (в два этапа) и достаточно сложный порядок выполнения расчета (определение по результатам первого этапа измерений по уравнению теплового баланса коэффициента теплоотдачи, нахождение по результатам второго этапа измерений температуры на границе образца и теплозащитного покрытия, итоговое вычисление локального и среднего значений коэффициента теплопроводности теплозащитного покрытия).

Наиболее близким к заявленному изобретению является способ определения коэффициента теплопроводности сверхтонких жидких теплоизоляционных покрытий, проводимый в два этапа. На первом этапе нижнюю поверхность плоскопараллельной стенки, состоящей из двух слоев одинаковой толщины и с равным коэффициентом теплопроводности материала, нагревают с помощью терморегулируемого источника теплоты и измеряют температуру наружной поверхности верхнего слоя. На втором этапе на наружной поверхности плоскопараллельной стенки закрепляют металлическую пластину известной толщины и коэффициентом теплопроводности с нанесенным на ее наружную поверхность сверхтонким жидким теплоизоляционным покрытием и повторно проводят те же самые испытания, измеряя температуру поверхности контакта верхнего слоя плоскопараллельной стенки и металлической пластины со сверхтонким жидким теплоизоляционным покрытием. По специальной расчетной формуле вычисляют коэффициент теплопроводности жидкого теплоизоляционного покрытия [3].

К недостаткам данного способа можно отнести продолжительность проведения эксперимента (в два этапа), использование большого числа элементов (терморегулируемого источника теплоты, двух слоев плоскопараллельной стенки, металлической пластины и сверхтонкого жидкого теплоизоляционного покрытия) и контактных измерителей температуры, искажающих температурное поле стационарного теплового процесса. Исходные уравнения для вывода итоговой расчетной формулы в некоторой степени не соответствуют классическим законам теплообмена.

Целью изобретения является упрощение способа и повышение точности определения коэффициента теплопроводности жидкой тепловой изоляции в лабораторных условиях.

Поставленная цель достигается тем, что измерителем теплопроводности определяют эквивалентный коэффициент теплопроводности плоского трехслойного образца квадратного сечения, состоящего из двух одинаковых теплопроводных эталонов известной толщины с известным коэффициентом теплопроводности материала и слоя жидкой тепловой изоляции известной толщины, расположенного между эталонами. По известным значениям коэффициентов теплопроводности плоского трехслойного образца и теплопроводных эталонов, толщинам отдельных слоев плоского трехслойного образца (эталонов и жидкой тепловой изоляции) вычисляют по специальной расчетной формуле коэффициент теплопроводности жидкой тепловой изоляции.

На фиг. 1 показана принципиальная схема реализации способа определения коэффициента теплопроводности жидкой тепловой изоляции.

Плоский трехслойный образец квадратного сечения, состоящий из двух одинаковых теплопроводных эталонов 1 толщиной δ, каждый из них с коэффициентом теплопроводности материала λ, и слоя жидкой тепловой изоляции 2 толщиной δиз, расположенного между эталонами 1, находится в измерительной ячейке измерителя теплопроводности 3. Ширина и высота отдельных слоев плоского трехслойного образца равны между собой и соответствуют размерам нагревателя 4 и холодильника 5 измерителя теплопроводности 3. Смежные поверхности соседних слоев плоского трехслойного образца плотно прилегают друг к другу. Лицевые поверхности трехслойного образца граничат с лицевыми поверхностями нагревателя 4 и холодильника 5 измерителя теплопроводности 3.

Устройство для реализации предложенного способа работает следующим образом (фиг. 1).

Измеритель теплопроводности 3 с помощью нагревателя 4 и холодильника 5 создает стационарный тепловой поток, проходящий через плоский трехслойный образец. По величине плотности теплового потока, температуре противоположных лицевых граней плоского трехслойного образца и его толщине, которая равна сумме толщин двух теплопроводных эталонов 1 и слоя жидкой тепловой изоляции 2, т.е. 2δ+δиз, измеритель теплопроводности 3 вычисляет эквивалентный коэффициент теплопроводности плоского трехслойного образца λэкв.

Коэффициент теплопроводности жидкой тепловой изоляции λиз вычисляют по специальной расчетной формуле:

,

где λэкв - эквивалентный коэффициент теплопроводности плоского трехслойного образца, определенный измерителем теплопроводности 3;

λ - коэффициент теплопроводности материала теплопроводных эталонов 1;

δ - толщина одного эталона 1;

δиз - толщина слоя жидкой тепловой изоляции 2.

Достоинством предложенного способа является проведение теплофизических измерений в лабораторных условиях в один этап с использованием плоского трехслойного образца квадратного сечения. Высокая точность результатов достигается за счет использования специализированного измерителя теплопроводности и применения единственной специальной расчетной формулы, выведенной из классического уравнения теплопроводности для плоской трехслойной стенки при стационарном тепловом режиме.

Пример конкретной реализации способа.

Определим коэффициент теплопроводности жидкой тепловой изоляции в лабораторных условиях на примере теплоизоляционной краски Teplomett Стандарт толщиной δиз=2·10-3 м, расположенной между двумя теплопроводными эталонами толщиной δ=6·10-3 м каждого из них, изготовленными из нержавеющей стали с коэффициентом теплопроводности материала λ=50,2 Вт/(м·К). Ширина и высота плоского трехслойного образца имеют размеры 0,15×0,15 м.

По результатам лабораторных измерений измерителем теплопроводности ИТС-1 «150» эквивалентный коэффициент теплопроводности плоского трехслойного образца составил λэкв=0,0351 Вт/(м·К). Тогда коэффициент теплопроводности жидкой тепловой изоляции Teplomett Стандарт по специальной расчетной формуле будет равен:

.

Относительная погрешность всей измерительной системы ±5%.

Значение коэффициента теплопроводности теплоизоляционной краски Teplomett Стандарт, полученное в лабораторных условиях, сопоставимо с заявленным производителем коэффициентом теплопроводности материала, равным λиз=0,003 Вт/(м·К).

Список литературы

1. Теплоэнергетика и теплотехника. Теоретические основы теплотехники. Теплотехнический эксперимент: справочник / Под общ. ред. А.В. Клименко и В.М. Зорина. - М.: Издательский дом МЭИ, 2007. - 421 с.

2. Пат. 2426106 Российская федерация, МПК G01N 25/18. Способ определения коэффициента теплопроводности тонкостенных теплозащитных покрытий и устройство для его осуществления / В.Ф. Янишевский, В.Ф. Крастынь, В.А. Калуцких; заявитель и патентообладатель ФГУП "Летно-исследовательский институт имени М.М. Громова". - №2009149671/28; заявл. 31.12.2009; опубл. 10.08.2011. БИ №22, 2011.

3. Пат. 2478936 Российская Федерация, МПК G01N 25/18, G01N 25/20. Способ определения коэффициента теплопроводности сверхтонких жидких теплоизоляционных покрытий / Ю.И. Правник, Р.А. Садыков, Р.В. Иванова, И.О. Манешев, Д.В. Крайнов, Э.В. Адаев; заявители и патентообладатели ФГОУ ВПО "Казанский государственный архитектурно-строительный университет", Р.А. Садыков. - 2011145173/04; заявл. 07.11.2011; опубл. 10.04.2013. БИ №7, 2013.

Способ определения коэффициента теплопроводности жидкой тепловой изоляции в лабораторных условиях, включающий использование нагревателя, двух одинаковых теплопроводных эталонов известной толщины с известным коэффициентом теплопроводности материала и проведение испытаний в условиях стационарного теплового режима, отличающийся тем, что слой жидкой тепловой изоляции известной толщины располагают между теплопроводными эталонами, измерителем теплопроводности определяют эквивалентный коэффициент теплопроводности плоского трехслойного образца, коэффициент теплопроводности жидкой тепловой изоляции вычисляют по формуле: ,где δ - толщина слоя жидкой тепловой изоляции;δ - толщина одного эталона;λ - эквивалентный коэффициент теплопроводности плоского трехслойного образца, определенный измерителем теплопроводности;λ - коэффициент теплопроводности материала теплопроводных эталонов.
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ЖИДКОЙ ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ В ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ЖИДКОЙ ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ В ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 12.
20.07.2013
№216.012.57de

Способ определения теплопроводности твердого тела активным методом теплового неразрушающего контроля

Изобретение относится к стационарным способам определения теплопроводности плоских однослойных конструкций и может быть использовано в строительстве и теплоэнергетике. Сущность заявленного способа заключается в формировании требуемого теплового режима твердого тела бесконтактным односторонним...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488102
Дата охранного документа: 20.07.2013
27.12.2013
№216.012.91af

Способ определения теплопроводности сыпучих материалов при нестационарном тепловом режиме

Изобретение относится к нестационарным способам определения теплопроводности сыпучих материалов и может применяться при изучении термических свойств почв, рыхлых горных пород, сыпучих строительных и прочих дисперсных материалов. Сущность способа заключается в предварительном нагреве до...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502988
Дата охранного документа: 27.12.2013
27.12.2013
№216.012.91b0

Способ определения температуропроводности твердого тела при нестационарном тепловом режиме

Изобретение относится к нестационарным способам определения температуропроводности твердых тел и может применяться в строительстве и теплоэнергетике при проведении тепловых испытаний однородных строительных объектов, теплопроводных и теплоизоляционных материалов. Сущность заявленного способа...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502989
Дата охранного документа: 27.12.2013
10.06.2014
№216.012.cce5

Способ исследования нестационарного теплового режима твердого тела

Изобретение относится к области тепловых измерений и может быть при изучении особенностей нестационарного теплового режима, нахождении теплового баланса и определении теплофизических показателей твердых материалов различного предназначения. Сущность заявленного способа заключается в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518224
Дата охранного документа: 10.06.2014
27.08.2014
№216.012.ed5f

Способ измерения давления контролируемой среды

Изобретение относится к измерительной технике и активному неразрушающему контролю и может быть использовано для измерения давления контролируемой среды. Способ измерения давления контролируемой среды включает измерение сигналов колебаний давления в объекте исследования посредством датчика,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526586
Дата охранного документа: 27.08.2014
10.10.2014
№216.012.fc73

Устройство и способ комплексного определения основных теплофизических свойств твердого тела

Изобретение предназначено для комплексного определения основных теплофизических свойств твердого тела и может применяться в строительстве и теплоэнергетике. Устройство состоит из источника инфракрасного излучения, твердого тела и системы охлаждения твердого тела, работающей с помощью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530473
Дата охранного документа: 10.10.2014
27.05.2015
№216.013.4eb1

Способ определения теплопроводности твердого тела цилиндрической формы при стационарном тепловом режиме

Изобретение относится к стационарным способам определения теплопроводности твердого тела и может быть использовано в строительстве и теплоэнергетике для проведения в натурных условиях теплофизических исследований теплоизоляционных материалов, установленных на трубопроводах круглого сечения....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002551663
Дата охранного документа: 27.05.2015
20.11.2015
№216.013.9371

Автоматизированная информационная система анализа публикационной активности сотрудников научно-образовательной организации

Изобретение относится к информационным системам, позволяющим анализировать публикационную и издательскую активность сотрудников научно-образовательных организаций. Технический результат заключается в повышении скорости и многозадачности процедуры аналитической обработки данных об издательской...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569363
Дата охранного документа: 20.11.2015
13.01.2017
№217.015.8889

Способ определения коэффициента теплопроводности жидкой тепловой изоляции в натурных условиях

Изобретение относится к стационарным способам определения коэффициента теплопроводности жидких теплоизоляционных материалов. Разработанный способ может применяться в строительстве и промышленной теплоэнергетике для исследования в натурных условиях теплопроводных качеств сверхтонких жидких...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002602595
Дата охранного документа: 20.11.2016
25.08.2017
№217.015.9cb2

Способ определения коэффициента теплопроводности жидкой тепловой изоляции на поверхности плоского источника теплоты

Изобретение относится к стационарным способам определения коэффициента теплопроводности жидких теплоизоляционных материалов. Разработанный способ может применяться в строительстве и теплоэнергетике для исследования теплопроводных качеств сверхтонких жидких теплоизоляционных покрытий на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610348
Дата охранного документа: 09.02.2017
Показаны записи 1-9 из 9.
27.08.2014
№216.012.ed5f

Способ измерения давления контролируемой среды

Изобретение относится к измерительной технике и активному неразрушающему контролю и может быть использовано для измерения давления контролируемой среды. Способ измерения давления контролируемой среды включает измерение сигналов колебаний давления в объекте исследования посредством датчика,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526586
Дата охранного документа: 27.08.2014
10.10.2014
№216.012.fc73

Устройство и способ комплексного определения основных теплофизических свойств твердого тела

Изобретение предназначено для комплексного определения основных теплофизических свойств твердого тела и может применяться в строительстве и теплоэнергетике. Устройство состоит из источника инфракрасного излучения, твердого тела и системы охлаждения твердого тела, работающей с помощью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530473
Дата охранного документа: 10.10.2014
27.05.2015
№216.013.4eb1

Способ определения теплопроводности твердого тела цилиндрической формы при стационарном тепловом режиме

Изобретение относится к стационарным способам определения теплопроводности твердого тела и может быть использовано в строительстве и теплоэнергетике для проведения в натурных условиях теплофизических исследований теплоизоляционных материалов, установленных на трубопроводах круглого сечения....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002551663
Дата охранного документа: 27.05.2015
20.11.2015
№216.013.9371

Автоматизированная информационная система анализа публикационной активности сотрудников научно-образовательной организации

Изобретение относится к информационным системам, позволяющим анализировать публикационную и издательскую активность сотрудников научно-образовательных организаций. Технический результат заключается в повышении скорости и многозадачности процедуры аналитической обработки данных об издательской...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569363
Дата охранного документа: 20.11.2015
13.01.2017
№217.015.8889

Способ определения коэффициента теплопроводности жидкой тепловой изоляции в натурных условиях

Изобретение относится к стационарным способам определения коэффициента теплопроводности жидких теплоизоляционных материалов. Разработанный способ может применяться в строительстве и промышленной теплоэнергетике для исследования в натурных условиях теплопроводных качеств сверхтонких жидких...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002602595
Дата охранного документа: 20.11.2016
25.08.2017
№217.015.9cb2

Способ определения коэффициента теплопроводности жидкой тепловой изоляции на поверхности плоского источника теплоты

Изобретение относится к стационарным способам определения коэффициента теплопроводности жидких теплоизоляционных материалов. Разработанный способ может применяться в строительстве и теплоэнергетике для исследования теплопроводных качеств сверхтонких жидких теплоизоляционных покрытий на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610348
Дата охранного документа: 09.02.2017
04.04.2018
№218.016.36e9

Способ определения коэффициента теплопроводности жидкой тепловой изоляции при нестационарном тепловом режиме

Изобретение относится к нестационарным способам определения коэффициента теплопроводности жидких теплоизоляционных материалов. Разработанный способ может применяться в строительстве и теплоэнергетике для исследования теплопроводных качеств сверхтонких жидких теплоизоляционных покрытий. Сущность...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002646437
Дата охранного документа: 05.03.2018
29.12.2018
№218.016.aca8

Напиток медовый безалкогольный газированный "иван-чай" и способ его получения

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано в производстве газированных медовых напитков. Напиток безалкогольный газированный содержит мед, лимонную кислоту, водный экстракт травы иван-чая (кипрея), сорбат калия и воду при следующем соотношении компонентов на 100...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002676313
Дата охранного документа: 27.12.2018
12.12.2019
№219.017.ec8c

Способ ксантогенирования торфа

Изобретение относится к химической переработке торфа и может быть использовано для получения поверхностно-активных веществ, ингибиторов нитрификации-денитрификации почв и серосодержащих торфогуминовых удобрений. Обрабатывают исходный воздушно-сухой торф гидроксидом натрия и сероуглеродом в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002708576
Дата охранного документа: 09.12.2019
+ добавить свой РИД