ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Калориметры для металлов из "Теплофизические измерения в монотонном режиме " На рис. 3-8 изображено измерительное устройство а-калориметра с действующими в нем тепловыми потоками Q (т) и Q g (т). Там же показано примерное распределение температуры х, т) в образце. Поле оболочки близко к равномерному, причем регулятор обеспечивает перепад температуры ( ) = О- Таким образом, адиабатная оболочка существенно снижает боковой теплообмен, но не устраняет его полностью. [c.77] Граничные условия д(0, т) = 0, d ldx) = 0. [c.77] Для оценки коэффициента теплоотдачи в воздушном зазоре между образцом и оболочкой может использоваться приближенная зависимость (3-11). [c.77] Пример. Найти поправку Аоа для образца из стали 1Х18Н9Т [X 15 вт (м-град)] с I = 22,5 мм и R = 7,5 мм, если 20 вт (м град). Из формулы (3-23) имеем Bi 5 = 1 10 и Лст = 0,015 = 1,5%. [c.77] На основе калориметров ДК-а-400 (рис. 3-7) и ДК-с-400 (рис. 2-6) создан, как уже упоминалось, объединенный прибор ДК-а -400 для комплексного изучения теплоемкости и температуропроводности материалов с X 10 вт1 м-град) при температуре от —150 до Ц-400 С. Общий вид прибора показан на рис. 3-9. [c.78] Прибор выполнен в виде жесткой конструкции настольного типа и, помимо собственно ас-калориметра (верхний узел), содержит системы электропитания и температурных измерений, узел принудительного охлаждения блока калориметра и общий пульт управления различными операциями опыта. В комплект прлбора входят также лабораторный потенциометр постоянного тока типа ППТН-1, автоматический позиционный регулятор температуры на базе ЭПР-09, секундомер и электрический нагнетатель жидкого азота (на рис. 3-9 не показаны). [c.78] Калориметрический узел прибора по общему оформлению совпадает с рассматривавшимися выше унифицированными калориметрами типа ДК-400. Его измерительная система в основе своей соответствует схеме на рис. 3-7. Из схемы на рис. 2-6 в нее включен лишь металлический тепломер. Тепломер этот выполнен в виде самостоятельного узла, по схеме на рис. 2-8, и вмонтирован своим основанием в блок калориметра так, что его контактная лицевая пластинка служит подставкой для образца. Температуропроводность рассчитывается по формуле (3-23). [c.78] Для расчета теплоемкости может использоваться формула (2-6), rjxe (t)—теплоемкость контактной пластинки тепломера, а поправка на теплообмен с адиабатной оболочкой (обусловленная неизо-термичностью температурного поля по высоте образца) предполагается пренебрежимо малой. [c.78] Передняя панель прибора жестко скреплена с выдвижным шасси. На шасси размещается блок питания, содержащий в качестве основных элементов силовой автотрансформатор броневого типа мощностью 350 вт, реверсивный электродвигатель и редуктор. Автотрансформатор содержит два токосъемника, которые перемещаются в опыте с постоянной скоростью, плавно повышая напряжение питания на нагревателе, размещенном в основании калориметра. Режим перемещения токосъемников подобран таким, чтобы обеспечить разогрев блока калориметра со скоростью примерно 0,1 град сек. Все рукоятки управления опытом вынесены на панель. [c.78] Система температурных измерений состоит из трех хромель-алю-мелевых термопар Я, О, /С и десятиспайного термостолбика тепломера Т. Термоэлектроды выходят из калориметра жгутами в хлорвиниловых кембриках и подключаются своими концами к блоку холодных спаев (БХС), размещенному на боковой стенке корпуса прибора. Рукоятки термопарных переключателей расположены на передней панели. Монтаж термопарных цепей после БХС осуществлен медным проводом. [c.79] В змеевики корпуса калориметра и собирается в трубе 4. Для стабилизации режима охлаждения на входе в прибор установлены манометр 6 и редукционный вентиль 5. Избыточное давление воды поддерживается в пределах 0,5 — 1 бар. [c.79] Охлаждение основания блока калориметра производится через два последовательно соединенных отверстия, имеющих диаметр 5 мм и длину 60 мм каждое. В качестве соединительных используются алюминиевые трубки диаметром 6 мм, скрепленные герметично с основанием аргонной сваркой. Трубки выходят за пределы корпуса калориметра и соединяются с расположенными на корпусе прибора штуцерами вакуумными резиновыми шлангами. Система охлаждения корпуса прибора работает непрерывно, а система охлаждения основания калориметра подключается лишь периодически, после окончания опыта. Включение ее осуществляется с помощью двух резиновых трубок, одна из которых надевается концами на штуцеры 9 w. 10, а вторая на штуцеры 8 л 11. [c.79] Система обеспечивает охлаждение блока калориметра от 400 С до 20° С за 20 мин и от 20° С до — 100° С за 30 мин. Расход жидкого азота на один опыт составляет 5—6 л. [c.80] В ней предусмотрен только один способ температурных измерений (по запаздыванию в), так как в условиях вакуума надежные результаты дает лишь приварка или чеканка термопар к образцу, а непосредственная регистрация перепада д з становится невозможной (если не учитывать вариант, когда образец служит одним из термоэлектродов). [c.81] Пример. Найти допустимые значения т . о если исследуются образцы с R = = 3 мм, I = 20 мм, ср SS 4-10 дж/(м -град). Опыты ставятся в температурном интервале 20—700° С при бдоп = 0,02. В полости между образцом и стаканом находятся экраны в количестве ге = 3 с s = 0,2. Скорость разогрева Ьд = = 0,2 град/сек. Из соотношений (3-26) и (3-25) имеем 1) при t = 30° С af( = = 0,15 вт/(м -град), Тк. о 720 сек, %о. к 160 град 2) при t = 700° С = = 5,6 вт/(м -град), т , о 20 сек, Эок 4,0 град. [c.81] Уместно отметить, что в области температур t 400° С помимо поправки Аст серьезную опасность представляют паразитные э. д. с. в цепях термопар. Чтобы устранить их влияние, каждый комплект термопар должен тщательно подбираться в процессе совместной градуировки большого количества термопар. [c.82] Вернуться к основной статье