Устройство для измерения теплопроводности

Результат выполнения конструкторско-технологической разработки. Относится к к области технической физики и предназначено для измерения теплопроводности твердых тел, пористых материалов, насыщенных жидкими растворами, растворов электролитов, несмешивающихся жидких растворов различных концентраций, наноразмерных структур в интервале температур (-100…+500 °С) и различных давлений, включая окрестности фазовых переходов и критического состояния вещества. Цель состояла в разработке устройства для измерения теплопроводности относительным стационарным методом плоского слоя, позволяющий исследовать коэффициент теплопроводности электролитов, пористых сред, насыщенных, как гомогенными, так и несмешивающимися жидкими растворами, наноразмерных жидких систем: микроэмульсий, наножидкостей, мицеллярных растворов, магнитных жидкостей в интервале температур (-100…+500 °С) и при различных давлениях, включая области фазовых переходов и критического состояния вещества. Технический результат разработки – увеличение функциональных возможностей метода плоского слоя, путем возможности исследовать коэффициент теплопроводности электролитов, пористых сред, насыщенных, как гомогенными, так и несмешивающимися жидкими растворами, наноразмерных жидких систем: микроэмульсий, наножидкостей, мицеллярных растворов, магнитных жидкостей в интервале температур (-100…+500 °С) и при различных давлениях, включая области фазовых переходов и критического состояния вещества. Устройство состоит из 2 измерительных ячеек, изготовленных из однородного материала, размещенных сверху и снизу от нагревателя, в одной из ячеек (верхней) размещается образцовый материал теплопроводности. Исследуемое вещество полностью находится в полости нижней ячейки, ее пластинами с толщиной, достаточной для обеспечения жесткости и подвода термопар, их боковых стенок предельно тонких и фиксирующих зазор между измерительными пластинами, и пластинами, имеющими каналы, выходящие на рабочую поверхность ячеек, центрирующего и направляющего охранного кольца от нагревателя, на которую надеваются горячие пластины обеих ячеек. Краткое описание конструкции: Новыми признаками предлагаемого устройства являются изготовление 2 измерительных ячеек из однородного материала, размещенных сверху и снизу от нагревателя, в одном из ячеек (верхней) размещается образцовый материал теплопроводности. Исследуемое вещество полностью находится в полости нижней ячейки, ее пластинами с толщиной, достаточной для обеспечения жесткости и подвода термопар, их боковых стенок предельно тонких и фиксирующих зазор между измерительными пластинами, и пластинами, имеющими каналы, выходящие на рабочую поверхность ячеек, центрирующего и направляющего охранного кольца от нагревателя, на которую надеваются горячие пластины обеих ячеек. Для изготовления конструкции устройства для измерения теплопроводности, были использованы эталонные, стандартные материалы теплопроводности: нержавеющая сталь 12Х18Н10Т, оптические кварцевые стекла KB, КИ, органическое стекло – полиметилметакрилат. Теплопроводность этих материалов достаточно хорошо исследована в широком интервале температур. Образцы из плавленого кварца марки KB и КИ рекомендуются использовать, как эталонные, образцовые материалы в интервале температур от 200К до 700К. Предложено устройство для определения коэффициента теплопроводности по относительному стационарному методу плоского слоя. Разработка защищена патентом № 2811342.