[go: nahoru, domu]

SU1062585A1 - Dispersed material heat conduction determination device - Google Patents

Dispersed material heat conduction determination device Download PDF

Info

Publication number
SU1062585A1
SU1062585A1 SU802963962A SU2963962A SU1062585A1 SU 1062585 A1 SU1062585 A1 SU 1062585A1 SU 802963962 A SU802963962 A SU 802963962A SU 2963962 A SU2963962 A SU 2963962A SU 1062585 A1 SU1062585 A1 SU 1062585A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
heater
thermal conductivity
temperature
probe
temperature sensor
Prior art date
Application number
SU802963962A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Николаевич Нагибин
Евгений Владимирович Старов
Адиля Измайловна Ширинская
Original Assignee
Харьковский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Литейного Машиностроения,Литейной Технологии И Автоматизации Литейного Производства
Украинский научно-исследовательский институт природных газов
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 Харьковский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Литейного Машиностроения,Литейной Технологии И Автоматизации Литейного Производства, Украинский научно-исследовательский институт природных газов filed Critical Харьковский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Литейного Машиностроения,Литейной Технологии И Автоматизации Литейного Производства
Priority to SU802963962A priority Critical patent/SU1062585A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1062585A1 publication Critical patent/SU1062585A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ДИСПЕРСНЫХ MATEPilAЛОВ , срдержащее нагреватель, реостат. датчик и регистратор температуры, блоки времени, согласовани  и измерительных приборов, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности и точности измере- НИИ теплопроводности материалов, измен ющих фазовое состо ние при изменении температуры, нагреватель и датчик температуры в контакте установлены на зонде, при этом нагреватель соединен с реостатом и блоком времени через блок измерительных приборов, а датчик температуры соединен через блок согласовани  с регистратором температуры. 2.Устройство, по п. 1, от л ичающеес  тем, что зонд .выполнен из электроизол ционного мате (Л риала, теплопроводность которого по крайней мере на пор док меньше теплопроводности исследуемого материала . 3.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что нагреватель выполнен ленточным. Фиг.1DEVICE FOR DETERMINATION OF HEAT CONDUCTIVITY OF DISPERSED MATERIALS, with holding heater, rheostat. A temperature sensor and recorder, blocks of time, matching and measuring devices, characterized in that, in order to increase the reliability and accuracy of measuring the thermal conductivity of materials that change phase state with temperature, the heater and the temperature sensor in the contact are installed on the probe, In this case, the heater is connected to the rheostat and the time unit through the measuring instrument unit, and the temperature sensor is connected through the matching unit with the temperature recorder. 2. The device, according to claim 1, is based on the fact that the probe is made of an electrical insulating material (L rial, whose thermal conductivity is at least an order of magnitude less than the thermal conductivity of the material under study. 3. The device according to claim 1, characterized by that the heater is made of tape.

Description

Изобретение относитс  к технике определени  тепловых величин, в част ности дл  определени  теплофизических параметров ди.сперсных материалов , например, шахтных и закладочных материалов, формовочных смесей и мерзлых грунтов. Известно устройство дл  определени  теплопроводности дисперсных сред в том числе почвогрунтов, горных пород , шахтных и закладочных материало зондовым методом, включающее нагревательный зонд, измерительные приборы , датчик температуры. Причем в качестве датчика .температуры примен на термопара с выходом на гальванометр , регистрирующий температуру с необходимой точностью и способный работать только в лабораторных услови х 1 . В испытуемую-среду внедр етс  источник тепла - зонд, при этом ведетс либо учет количества тепла, питающег зонд, либо учет изменени  температур в среде вокруг зонда или внутри мате риала, заполн ющего зонд. Это устрой ство применимо, когда нельз  нарушат структуру материала вз тием пробы на анализ, но когда допустимо небольшое изменение структуры, обусловленное внедрением зонда. Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  уст ройство дл  определени  тепловых свойств горных пород, основанное на принципе зондового мгновенного источника тепла, включающее нагреватель , блоки измерительных приборов, реостат, блоки времени и согласовани , датчик и регистратор температур В этом устройстве в кач естве датчика температуры использована термопара с выходом на гальванометр. Нагреватель и датчик температуры расположены отдельно 2j . Недостатками устройства  вл ютс  невозможность проведени  измерений в естественных, в частности полевых услови х, дополнительные погрешности измерений из-за нестабильности конта тов между датчиком, нагреватёлем и исследуемым объектом. Дл  получени  заметных изменений температуры на рассто нии, отдел ющем датчик температуры от нагревател , требуютс  определенные мощность и врем  нагрева . Цель изобретени  - повышение надежности и точности измерени  теплопроводности материалов в естественных услови х. Цель достигаетс  тем, что в устройстве дан опр.(аделени  теплопроводности дисперсных материалов, содержа щем нагреватель, реостат, датчик и регистратор / ейпературы, блоки времени , согласовани  и измерительных приборов, нагреватель и датчик темпег-,. ратуры в контакте установлены на зонде, при этом нагреватель соединен с реостатом и блоком времени через блок измерительных приборов, а датчик температуры соединен через блок согласовани  с регистратором температуры. При этом зонд выполнен из электроизол ционного материала, теплопроводность которого по крайней мере на пор док меньше теплопроводности исследуемого материала. Кроме того, нагреватель выполнен ленточным. На фиг. 1 изображена структурна  схема устройства дл  определени  теплопроводности дисперсныхматериалов , на фиг. 2 - зонд. Устройство состоит из последовательно соединенных реостата 1, блока 2 измерительных приборов, измер ющих мощность нагревател , зонда 3, блока 4 согласовани , регул тор температуры , выполненный в виде частотомера 5. К зонду через блок измерительных приборов 2 подключен блок 6времени. Зонд 3 состоит из нагревател  7 и датчика 8 температуры в виде термочувствительного кварцевого резонатора , расположенных на цилиндрическом стержне 9, выполненном из электроизол ционного материала, например, фторопласта, защитного покрыти  10 и поджимного элемента 11. Защитным покрытием может быть компаунд марки ЭП-730 (гост 20824-75). Реостат 1 через блок 2 измеритель-i ных приборов соединен с нагревателем 7 блока 2 и блоком 6 времени. Датчик температуры последовательно соединен с блоком 4 согласовани  -и частотомером 5. Устройство работает следующим образом . . В измер емую среду опускают зонд 3. С помощью датчика 8 температуры в виде кварцевого резонатора и частотомера 5 определ ют температуру среды TQ. Через реостат 1, блок б времени, срабатывающий с вьадержкой времени на отключение, нагревателю 7в течение времени Со сообщают импульс тепла. Через врем  замер ют температуру нагревател  T(f), По данным измерений определ ют избыточную температуру ..j .-.. 1 4;тл t,-toThe invention relates to a technique for determining thermal values, in particular, for determining the thermophysical parameters of diaphragm materials, such as mine and backfill materials, molding sands and frozen soils. A device is known for determining the thermal conductivity of dispersed media including soil, rock, mining, and backfill materials using the probe method, including a heating probe, measuring instruments, and a temperature sensor. Moreover, as a temperature sensor, it is applied to a thermocouple with an exit to a galvanometer, which records the temperature with the required accuracy and is able to work only in laboratory conditions 1. A heat source, a probe, is introduced into the test environment, which takes into account either the amount of heat feeding the probe, or taking into account changes in temperature in the environment around the probe or inside the material filling the probe. This device is applicable when it is impossible to break the structure of the material by taking a sample for analysis, but when a small change in the structure due to the introduction of the probe is permissible. The closest to the invention to the technical essence is a device for determining the thermal properties of rocks, based on the principle of a probe instantaneous heat source, including a heater, measuring instrument blocks, a rheostat, time and matching blocks, a sensor and a temperature recorder. In this device A thermocouple with a galvanometer is used in the temperature sensor. The heater and temperature sensor are located separately 2j. The drawbacks of the device are the impossibility of taking measurements in natural, in particular field conditions, additional measurement errors due to the instability of the contacts between the sensor, the heater and the object under study. In order to obtain noticeable temperature changes at a distance separating the temperature sensor from the heater, a certain power and heating time is required. The purpose of the invention is to increase the reliability and accuracy of measuring the thermal conductivity of materials under natural conditions. The goal is achieved by the fact that the device provides a definition (the thermal conductivity values of dispersed materials containing a heater, a rheostat, a sensor and a recorder / temperature, time blocks, matching and measuring devices, a heater and a temperature sensor in contact, are installed on the probe, at the same time, the heater is connected to the rheostat and the time unit through the measuring instrument unit, and the temperature sensor is connected through the matching unit with the temperature recorder. At the same time, the probe is made of electrically insulating material The core of which is at least an order of magnitude less than the thermal conductivity of the material under study. In addition, the heater is made of ribbon. Fig. 1 shows a block diagram of a device for determining the thermal conductivity of dispersed materials, and a probe in Fig. 2. The device consists of a series-connected rheostat 1, unit 2 measuring instruments measuring the power of the heater, probe 3, unit 4 of the matching, temperature controller, made in the form of a frequency meter 5. A time unit 6 is connected to the probe through the unit of measuring instruments 2. The probe 3 consists of a heater 7 and a temperature sensor 8 in the form of a temperature-sensitive quartz resonator located on a cylindrical rod 9 made of an electrically insulating material, for example, fluoroplastic, a protective coating 10 and a gland element 11. The protective coating can be an EP-730 compound ( GOST 20824-75). The rheostat 1 is connected to the heater 7 of the unit 2 and the block 6 of time through the block 2 of measuring instruments. The temperature sensor is connected in series with the matching unit 4 and the frequency meter 5. The device operates as follows. . The probe 3 is lowered into the measured medium. Using the temperature sensor 8 in the form of a quartz resonator and frequency meter 5, the medium temperature TQ is determined. Through a rheostat 1, block b of time, triggered with a delay of time to turn off, a heat impulse is reported to the heater 7 during the time Co. After a time, the temperature of the heater T (f) is measured. According to the measurement data, the excess temperature .. j .- .. 1 4; tl t, -to

де | - количество тепла, выдел емого единицей длины линейного источника тепла q, 0,24 Ult;de | —the amount of heat released by a unit of length of the linear heat source q, 0.24 Ult;

л l

теплопроводность исследуемого объекта, thermal conductivity of the object under study,

врем  от начала нагрева до замера температуры нагревател ; time from the beginning of heating to measuring the temperature of the heater;

loврем  нагрева;heating time;

откудаfrom where

-li ..-, -li ..-,

Теплопроводность цилиндрического стержн  9 на пор док ниже теплопроводности измер емой среды, поэтому потери на нагрев стержн  на точность измерений вли ют мало и в расчете не учтены.The thermal conductivity of the cylindrical rod 9 is an order of magnitude lower than the thermal conductivity of the measured medium; therefore, the losses on the heating of the rod affect the measurement accuracy little and are not taken into account in the calculation.

Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет надежно и точно определ ть теплопроводность почвогрунтов , в том числе мерзлых, что особенно трудно, горных пород в услови х их естественного залегани  без нарушени  структуры и фазового состо ни , повышает надежность.Thus, the proposed device makes it possible to reliably and accurately determine the thermal conductivity of soil grounds, including frozen, which is especially difficult for rocks under conditions of their natural occurrence without disturbing the structure and phase state, increases reliability.

Claims (3)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ, срдержащее нагреватель, реостат, датчик и регистратор температуры, блоки времени, согласования и измерительных приборов, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и точности измере-* ний теплопроводности материалов, изменяющих фазовое состояние при изменении температуры, нагреватель и датчик температуры в контакте установлены на зонде, при этом нагреватель соединен с реостатом и блоком времени через блок измерительных приборов, а датчик температуры соединен через блок согласования с регистратором температуры.DEVICE FOR DETERMINING THE THERMAL CONDUCTIVITY OF DISPERSED MATERIALS, containing a heater, a rheostat, a sensor and a temperature recorder, time blocks, matching devices and measuring devices, characterized in that, in order to increase the reliability and accuracy of measurements of thermal conductivity of materials that change the phase state when the temperature changes, the heater and the temperature sensor in contact are mounted on the probe, while the heater is connected to the rheostat and the time unit through a block of measuring devices, and the temperature sensor is connected through the matching unit with the temperature recorder. 2. Устройство, по π. 1, отличающееся тем, что зонд .выпол- g нен из электроизоляционного мате- риала, теплопроводность которого по крайней мере на порядок меньше теплопроводности исследуемого материала.2. The device, by π. 1, characterized in that the probe .g is made of an insulating material whose thermal conductivity is at least an order of magnitude lower than the thermal conductivity of the material under study. 3. Устройство по π. 1, отличающееся тем, что нагреватель выполнен ленточным.3. The device according to π. 1, characterized in that the heater is made tape. О № СП 00 СЛAbout No. СП 00 СЛ
SU802963962A 1980-07-25 1980-07-25 Dispersed material heat conduction determination device SU1062585A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802963962A SU1062585A1 (en) 1980-07-25 1980-07-25 Dispersed material heat conduction determination device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802963962A SU1062585A1 (en) 1980-07-25 1980-07-25 Dispersed material heat conduction determination device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1062585A1 true SU1062585A1 (en) 1983-12-23

Family

ID=20911089

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU802963962A SU1062585A1 (en) 1980-07-25 1980-07-25 Dispersed material heat conduction determination device

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1062585A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Чудновский А,Ф, Теплообмен в дисперсных средах. М., 1954, с. 188-200. 2. Любимова Е.А. Теплофизические исследовани горных пород. - В кн.: Геотермические исследовани . М., 1964, с, 140-161 (прототип). *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Beck et al. Lattice conductivities of single-crystal and polycrystalline materials at mantle pressures and temperatures
Vacquier The measurement of thermal conductivity of solids with a transient linear heat source on the plane surface of a poorly conducting body
US4568198A (en) Method and apparatus for the determination of the heat transfer coefficient
US4522512A (en) Thermal conductivity measurement method
US2799758A (en) Electrical temperature indicating device
US3971246A (en) Method and apparatus for measuring the coefficient of thermal conductivity of a sample
Vozár A computer-controlled apparatus for thermal conductivity measurement by the transient hot wire method
Lister Geothermal gradient measurement using a deep sea corer
US3266307A (en) Adiabatic calorimeter
US3270547A (en) Thermocouple calibration system
Hoshi et al. Transient method to measure the thermal conductivity of high‐temperature melts using a liquid‐metal probe
Lachenbruch A probe for measurement of thermal conductivity of frozen soils in place
SU1062585A1 (en) Dispersed material heat conduction determination device
US4420974A (en) In-situ measurement system
Wang Ultrasonic study of phase transition in calcite to 20 kilobars and 180 C
Jaeger et al. A line source method for measuring the thermal conductivity and diffusivity of cylindrical specimens of rock and other poor conductors
Somerton et al. Ring heat source probe for rapid determination of thermal conductivity of rocks
US3453864A (en) Test cell for thermal analysis
KR100356994B1 (en) Thermal conductivity detecting method for fluid and gas
Read et al. The thermal conductivity of organic materials near the melting point
SU493718A1 (en) Measurement of chemical potential of water
RU186025U1 (en) DEVICE FOR DETERMINING THERMAL PROPERTIES OF MATERIALS
Kotoyori et al. An adiabatic self-ignition testing apparatus
SU1057830A1 (en) Method and device for determination of material heat
JPH0566160A (en) Calorimetric unit and method