Исследование или анализ материалов с помощью тепловых средств: .с помощью калориметрических измерений, например путем измерения теплоемкости или теплопроводности – G01N 25/20

Изобретение относится к области исследования свойств материалов с помощью калориметрических измерений и может быть использовано в калориметрах переменной температуры. Предложены три варианта калориметра переменной температуры, содержащего заполненный жидкостью калориметрический сосуд с камерой для проведения исследуемого процесса, окруженный калориметрической оболочкой, датчик температуры калориметрического сосуда и вычислительный блок для определения количества выделившейся теплоты по методу теплового эквивалента. Во всех вариантах калориметра на калориметрической оболочке дополнительно установлены датчики температуры, что позволяет осуществлять точное измерение температуры оболочки благодаря суммированию показаний всех термометров на ней. Во втором варианте изобретения калориметрическая оболочка выполнена изотермической, в третьем - адиабатической, и калориметр оснащен терморегулятором оболочки. Технический результат - повышение точности калориметрических измерений. 3 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области исследования свойств взаимодействия поверхности с флюидами и может быть использовано для определения теплоты адсорбции и смачивания поверхности. Заявлена измерительная ячейка калориметра, состоящая из изолированных друг от друга верхней и нижней частей, сообщающихся между собой посредством подвижного разъемного герметичного соединения. Ячейка снабжена двумя коаксиально расположенными трубками, выполненными с возможностью независимого подключения к внешним устройствам. Внешняя трубка подсоединена к верхней части ячейки, а внутренняя трубка подсоединена к нижней части ячейки через указанное подвижное разъемное герметичное соединение и выполнена подвижной. Технический результат - расширение функциональных возможностей устройства. 1 н. и 7 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к приборам и методам исследования теплофизических свойств веществ с применением дифференциального калориметра и может найти применение при исследовании веществ и смесей веществ естественного происхождения, применяемых в пищевой и фармацевтической отраслях промышленности. Согласно заявленному способу измерения тепловых эффектов в камеры дифференциального калориметра помещают два идентичных исследуемых образца, а модулирующее воздействие подают на калориметрические камеры дифференциально. Благодаря этому регистрируемые тепловые эффекты, вызванные реверсивной составляющей реакции образцов на модулирующее воздействие, будут суммироваться, что приведет к повышению чувствительности. В калориметре для осуществления предложенного метода применена тепловая схема калориметра с компенсацией теплового потока. Прибор имеет камеры, снабженные датчиками температуры в виде термопар, одним из материалов которых является материал самой камеры и дистанционные индивидуальные нагреватели камер на излучающих светодиодах. Предложенная система выделения реверсивной составляющей теплового эффекта с применением синхронных детекторов выдает сигнал, содержащий полную информацию об амплитуде и фазе выделенной реверсивной составляющей. Технический результат - повышение чувствительности и точности измерений при применении модуляционного метода. 2 н.п ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к теплофизическим испытаниям и может быть использовано при испытаниях токопроводящих материалов (ТМ). Заявлена установка для теплофизических испытаний образца из токопроводящего материала при импульсном нагреве, содержащая дилатометрическую систему, рабочую камеру с вакуумной средой, термопары. Рабочая камера оснащена токоподводами, связанными с образцом, цанговыми зажимами для крепления образца. Дилатометрическая система установлена непосредственно на рабочей части образца. Дилатометрическая система и термопары связаны с контрольно-измерительной аппаратурой, которая, в свою очередь, связана с ПЭВМ. Дилатометрическая система состоит из датчика перемещений индуктивного коаксиального. Один токоподвод связан с образцом через гибкий проводник, а второй имеет с ним жесткую связь. Технический результат: возможность теплофизических испытаний ТМ с получением комплекса теплофизических свойств (теплового расширения, удельной теплоемкости, относительного электросопротивления) при импульсном нагреве (со скоростью ~100-1000 град/с) до температуры ~800°С в вакууме с одновременной защитой персонала и окружающей среды от воздействия испытуемых ТМ путем герметизации образцов из ТМ. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к теплофизике и может быть использовано для определения радиационных характеристик поверхностей и покрытий твердых тел. Согласно заявленному способу определения степени черноты измеряют скорость изменения температуры и температуру образцов с покрытиями. Образцы изготовлены в виде двух одинаковых пластин с одинаковыми покрытиями, а в полости между данными параллельно установленными покрытиями наружу пластинами располагают нагреватель. Образцы устанавливают в воздушную среду, нагревают при постоянной мощности нагревателя. На линейном участке нагрева от температуры T_c до температуры T измеряют скорость нагрева образцов b_0. Степень черноты исследуемых образцов , перегрев в конце линейного участка нагрева ₁ и продолжительность участка ₁ определяют из соответствующих аналитических выражений. Кроме того, для другого варианта осуществления заявляемого способа вычисления по приведенным зависимостям для ₁, ₁, производят последовательно итерационным методом до получения сходимости по при заданном значении k для значений параметров, определяемых в пределах соответствующих линейных участков изменения температуры образцов. Также заявлено устройство для осуществления указанного способа. Технический результат - повышение точности определения степени черноты. 3 н. и 1 з.п. ф-лы, 5 ил., 4 табл.

Изобретение относится к механическим и теплофизическим испытаниям и может быть использовано в процессе испытаний токопроводящих материалов. Заявлена установка для механических и теплофизических испытаний образца из токопроводящего материала при импульсном нагреве, содержащая рабочую вакуумную камеру с токоподводами, цанговыми зажимами для крепления образца, регистрирующую аппаратуру, нагружающий элемент, динамометр. Регистрирующая аппаратура состоит из термопар, приваренных непосредственно на рабочей части образца, датчика перемещений индуктивного коаксиального, закрепленного на средней части образца, и динамометра. Нагружающий элемент выполнен в виде тонкостенной трубы, в которой размещена тяга, жестко соединенная через цанговый зажим с образцом. Другой конец образца также через цанговый зажим соединен с динамометром, установленным шарнирно на имеющейся раме. Токоподводы установлены с возможностью нагрева образца и нагружающего элемента. Регистрирующая аппаратура связана с контрольно-измерительной аппаратурой, которая связана с ПЭВМ. Технический результат - повышение информативности данных испытаний. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области исследования свойств пористых материалов, в частности к методам определения величины смачиваемости и распределения пор по размерам. Способ определения свойств пористых материалов заключает в том, что сперва образец пористого материала помещают в ячейку калориметра и осуществляют пошаговое повышение давления в ячейке с образцом посредством заполнения ячейки смачивающей жидкостью с выдерживанием образца на каждом шаге до стабилизации теплового потока. На каждом шаге осуществляют измерение теплового потока в ячейку и объема жидкости. Затем осуществляют снижение давления смачивающей жидкости в ячейке с образцом до давления, достигнутого на первом шаге, с постоянной регистрацией теплового потока в ячейку. По меньшей мере один раз повторяют пошаговое повышение давления жидкости в ячейке с последующим снижением до величины давления жидкости, достигнутого на первом шаге. Затем при постоянном давлении понижают температуру в ячейке калориметра до температуры ниже точки кристаллизации смачивающей жидкости с постоянным измерением теплового потока и объема жидкости. После полной кристализации жидкости в порах образца увеличивают температуру в ячейке калориметра до величины выше температуры плавления смачивающей жидкости с постоянным измерением теплового потока и объема жидкости. На основании результатов измерения теплового потока с учетом теплового эффекта от сжимания жидкости рассчитывают краевой угол смачивания заполненных жидкостью пор, а также размеры пор. Техническим результатом изобретения является повышение точности определения свойств и расширение диапазона определяемых размеров пор (обеспечивается возможность изучения микропор). 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области исследования и анализа теплофизических свойств материалов и может быть использовано при определении коэффициента теплопроводности сверхтонких жидких теплоизоляционных покрытий - _u. 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 t_т, температур между двумя слоями материала t и наружной поверхности t_н, в определении _u по расчетной формуле. Температуру неизолированной наружной поверхности верхнего слоя t_н вычисляют как разность удвоенной температуры между слоями материала и температуры источника тепла по равенству: t_н=2t-t_т, 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 t_u и определяют коэффициент теплопроводности сверхтонкого жидкого теплоизоляционного покрытия _u по формуле:

,

где _u - коэффициент теплопроводности сверхтонкого теплоизоляционного покрытия,

_u - толщина сверхтонкого теплоизоляционного покрытия,

- толщина слоя материала,

- коэффициент теплопроводности материала,

t_н - температура неизолированной наружной поверхности верхнего слоя,

t_u - температура в контактной поверхности верхнего слоя материала и металлической пластины с теплоизоляцией.

Технический результат - метод позволяет измерять _u в диапазоне от 0,01 до 0,009 Вт/м°С, способ является простым и доступным. 1 ил.

Изобретение относится к области термической обработки стали и сплавов и может быть применено для построения кадастра жидкостей по их охлаждающей способности. Установка для контроля охлаждающей способности закалочной среды содержит основание, печь трубчатого типа, емкость для закалочной среды, датчик теплового потока с встроенной термопарой. Для переноса датчика из печи в емкость с закалочной средой предусмотрен механизм, состоящий из механизмов тройного и двойного шарнирного параллелограмма. Первая пластина механизма тройного шарнирного параллелограмма неподвижно закреплена в верхней части вертикальной стойки. Ко второй пластине указанного механизма прикреплен датчик теплового потока. Датчик всегда находится в вертикальном положении и перемещается по траектории в виде дуги окружности из зоны нагрева печи в центр объема закалочной среды. Одна из осей неподвижной пластины механизма тройного шарнирного параллелограмма соединена через синхронизатор движения с одним из рычагов неподвижной пластины механизма двойного шарнирного параллелограмма. К его подвижной пластине закреплена печь, выполняющая функцию привода механизма переноса. В результате обеспечивается снижение массогабаритных показателей установки. 1 ил.

Изобретение относится к области теплофизических измерений и может быть использовано для определения тепловых свойств твердых тел и газов. Техническим результатом является возможность одновременного измерения теплоемкости и температуропроводности и определение из их произведения теплопроводности. Устройство для измерения температуры включает основание, крышку и стеклянные волокна, на которых расположен образец, к которому приклеена термопара. Угольный термометр сопротивления установлен в отверстие у основания. Нагреватель намотан по внешней поверхности крышки. С одной стороны верхней крышки утоплена термопара калориметра, с другой стороны крышки расположена трубка-держатель калориметра, внутри которой проходят провода. Над окном в крышке расположен световод, подведенный к калориметру по трубке вместе с подводящими проводами. Способ определения тепловых свойств, включающий измерение температуры, заключается в том, что измерение теплоемкости и теплопроводности проводят одновременно. При этом теплопроводность определяют из произведения теплоемкости и температуропроводности, которая рассчитывается по оригинальной формуле. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области измерений свойств и тестирования материалов, в частности, к способам определения магнитокалорического эффекта (МКЭ). Технический результат - ускорение и упрощение исследований МКЭ магнитных материалов. Указанный технический результат достигается использованием для расчета полевых и температурных зависимостей величины адиабатического изменения температуры в широком интервале температур универсальной кривой, получаемой с помощью дискретного набора экспериментально измеренных кривых зависимости адиабатического изменения температуры от поля. Данный метод может быть использован при исследовании магнитных материалов с магнитным фазовым переходом порядок - беспорядок второго рода. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к теплофизическим измерениям. Согласно заявленному способу для определения теплоемкости в дилатометрическую систему встраивают калориметрическую ячейку, состоящую, по крайней мере, из двух концентричных тонкостенных трубчатых оболочек. Исследования проводятся на образцах стержневой формы, характерных для дилатометрических исследований, в вакуумной среде. Теплоемкость исследуемого материала определяют по результатам двух калибровочных и одного основного опытов, проводимых при нагреве внутренней оболочки калориметрической ячейки с постоянной во всех опытах скоростью. После завершения экспериментов вычитанием из суммарных разностей данных первого калибровочного опыта определяют разности температуры оболочек, соответствующие нагреву только эталонного и исследуемого образцов, с использованием которых теплоемкость материала исследуемого образца определяют по формуле. Технический результат: возможность одновременного определения в одном опыте на образцах стержневой формы теплоемкости и коэффициента термического расширения материала и одновременного определения всего комплекса параметров материала, выявляемых при калориметрических и дилатометрических исследованиях, достижение высокой точности определения теплоемкости. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области термической обработки стали и сплавов для повышения их механических свойств. Для упрощения конструкции установки для контроля она содержит основание с вертикальной стойкой, трубчатую печь, емкость с закалочной средой, нагреватель закалочной среды, систему автоматического контроля и управления, механизм переноса датчика теплового потока из печи в емкость с закалочной средой, выполненный в виде тройного шарнирного параллелограмма, первый диск которого неподвижно закреплен в верхней части вертикальной стойки, а ко второму диску прикреплен датчик теплового потока с возможностью движения его в вертикальном положении по траектории в виде дуги окружности, крайние точки которой располагают в центре зоны нагрева трубчатой печи и в центре объема закалочной среды, при этом одна из осей первого диска механизма тройного шарнирного параллелограмма соединена с рычагом противовеса, который используют в качестве привода механизма переноса датчика. 1 ил.

Изобретение относится к области исследования свойств материалов с помощью калориметрических измерений и может быть использовано в бомбовых калориметрах переменной температуры для определения теплоты сгорания топлива. Предложен бомбовый калориметр (варианты) для определения теплоты сгорания топлива, содержащий заполненный жидкостью калориметрический сосуд с мешалкой, окруженный калориметрической оболочкой, датчик температуры калориметрического сосуда, калориметрическую бомбу и вычислительный блок для определения теплоты сгорания топлива в функции от температурных и временных характеристик калориметрического процесса по методу теплового эквивалента, в котором калориметрическая оболочка выполнена в виде пространственно замкнутого кожуха с высокой теплопроводностью, установленного с зазором вокруг калориметрического сосуда, а вычислительный блок выполнен расчетным путем с реализацией указанной функции по данным о температуре калориметрического сосуда по определенным формулам. Технический результат - повышение точности калориметрических измерений, и в первых трех вариантах изобретения дополнительно обеспечивается упрощение конструкции калориметра. 5 н.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к измерительной технике. Калориметрические камеры своей верхней частью герметично закреплены в отверстиях шайбы, а нижние части камер располагаются во внутренней полости термостата, для чего в прилегающей к шайбе стенке термостата выполнены отверстия, диаметр которых больше диаметра камер. Термостат находится в тепловом контакте с нижней поверхностью шайбы, и его температура с помощью системы регулирования поддерживается ниже температуры камер на постоянную величину. Технический результат - изобретение направлено на снижение порога чувствительности и повышение воспроизводимости результатов измерений. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области автомобилестроения, в частности к испытаниям транспортного средства по определению тепловых условий внутри кабины. Способ испытаний транспортного средства заключается в том, что на внешние и внутренние поверхности ограждающих конструкций кабины устанавливают датчики температуры и определяют коэффициенты тепловых потерь этих конструкций при умеренных отрицательных температурах. Далее проводят тепловые испытания кабины при движении транспортного средства в соответствии с требованиями стандартов, но при температуре окружающей среды на 10...20 градусов выше нормативной. Разрабатывают математическую тепловую модель кабины и тестируют ее по результатам транспортных испытаний. Затем расчетным путем с помощью коэффициентов тепловых потерь и с учетом характеристик системы отопления определяют тепловые условия внутри кабины транспортного средства при его движении для любого значения нормативной отрицательной температуры окружающей среды. Технический результат заключается в существенном снижении стоимости испытаний транспортного средства по определению тепловых условий внутри кабины. 1 з.п. ф-лы.

Использование: изобретение относится к области термической обработки стали и сплавов с целью повышения их механических свойств и может быть применено для построения кадастра закалочных сред по их охлаждающей способности. Технический результат: заявляемое изобретение позволяет обеспечить уменьшение массогабаритных показателей и повышение автоматизации управления. Сущность изобретения: установка для контроля охлаждающей способности закалочных сред включает основание с вертикальной стойкой, датчик теплового потока, емкость с закалочной средой, печь трубчатого типа, нагреватель закалочной среды, механизм переноса датчика теплового потока из печи в емкость с закалочной средой, выполненный в виде механизма тройного шарнирного параллелограмма, электрического моторедуктора, системы автоматического управления. 1 ил.

Использование: изобретение относится к области испытания физических свойств материалов. Сущность изобретения - определение коэффициента теплопроводности предусматривает вычисление коэффициента теплопроводности по формуле