[其他]理想型圆管状保温材料导热测定装置

说明书

本实用新型属于热物理中管状保温材料导热测定的技术领域。

通常在圆管状保温材料性能的测定中，所广泛采用的是“防护端头型”装置，并以这种结构的装置作为标准形式对圆管状保温材料的热传递性能进行测定，但使用这种装置，一直存在着以下几个问题：

1.该装置有三个加热器，其中一个是可调的计量加热器，另外两个是分别可以调节功率的防护加热器，其作用是减少轴向导热，因此该装置需要三只单独可以调节功率的电源。

2.测定时要求在测定管（亦起均热作用，又称均热管）的计量段和防护段间隔缝温差调至一定的限度并保持足够的时间稳定不变的情况下进行，这不仅要求有稳定可靠的可调电源，而且还要求有一定操作经验和技巧的热工方面的专门人员，经长时间的监督和调节才能完成。

3.该装置测定管总长为1米，其测定段为0.6米，为考虑管状保温材料横向接缝增加散热，而影响导热性能的测定，其1米长的长度仍嫌不够。

另外还有一种称为“理想型”的测定装置，这种测定装置只有一个加热器，测定管上无隔缝，测定时，取测定管中间的“等温区”（即轴向温差相对正中间部分少于百分之一的区段）为测定段，这种装置虽然测定管的两头都有保温材料，但仍有很多散热，由于测定管的高导热性能，轴向导热引起的端头热损失较大，其导热系数的测量结果往往偏差较大，为了校正这种偏差，还要进行复杂的计算或标定。因此，以上所述的防护型和理想型测定装置，在目前对圆管状保温材料的测定上，分别存在测试手段复杂和测定精度不高的问题，不利于推广和使用。

本实用新型的目的就是针对以上存在的问题，取其长处，改革其不足之处，设计制造了一种圆管状保温材料导热测定装置，该装置不仅结构简单，附加设备较少，而且测定的精度较高。

本实用新型的测定装置是在原“理想型”圆管测定装置的基础上，将测定管两头的管壁上分别开有许多排沿管的轴向排列的间隙（1），每排间隙在圆管的圆周上呈四等分形式，它们彼此之间不相通，并且轴向相邻两条间隙的中心彼此之间以测定管的轴心为转轴相差45度角，使测定管的轴向导热途径呈“迷宫状”，即导热的途径是沿测定管两头绕过每排间隙，迂回向外。在这些间隙中，填满绝热材料水玻璃氧化铝，并经烧结后形成一个整体。在距离测定管中心两侧7.5厘米和22.5厘米处的外壁上各安装一对热电偶，这四对热电偶以螺旋线型沿管周布置，即相邻两热电偶相对测定管轴心为转轴相差90度角，它们被埋没在测定管外表面沿轴向开的小槽内，然后用水玻璃氧化铝粉填平。此外，在测定管内安装一个加热管，加热管是外表面有螺旋槽的氧化铝管，在螺旋槽内绕有电阻丝，加热管的两头用端盖支撑在测定管内壁上。

采用本实用新型的圆管导热测定装置，其优点在于，由于将测定管两头的热传递途径做成迷宫状，轴向导热热流必须在该迷宫中迂回向外传递，其结果导致一方面使轴向导热横截面减小，另一方面使热流传递的路程加长，从而增加了轴向的导热热阻，使测定管表面的温度更加均匀，测量的结果精度更高。采用该装置进行圆管导热测定，不仅设备简单，（只要一组加热器、一个电源）操作简单，可靠性高，而且极大地提高了测量精度。

图1是本实用新型测定管的结构示意图。

图2是本实用新型测定管的A－A面剖视图，图3是B－B面剖视图。

本实用新型的具体实施例如下：

测定管采用1Cr18Ni9Ti不锈钢材料，圆管的外径为89毫米，管壁厚4毫米，管长为1800毫米，在测定管的两头分别加工有17排间隙，每排间隙宽6毫米，相邻两间隙之间的距离也为6毫米，每排间隙在圆管上分成四个等分，彼此之间都不相通，并且相邻两间隙的中心相对测定管轴心为转轴相差45度角。在这些间隙中填满绝热材料水玻璃氧化铝，最后烧结成一个整体。在距测定管中心两侧7.5厘米和22.5厘米处的外壁上，分别安装一对热电偶，这四对热电偶以螺旋线型沿管周分布，即相邻两热电偶相对测定的轴心为转轴相差90度角，并埋设在测定管外表面沿轴向开的小槽内，然后用水玻璃氧化铝粉填平。将加热管放在测定管的内部，加热管采用外表面有螺旋槽的氧化铝管，加热丝绕在该管的螺旋槽内，其两头用端盖支撑在测定管的内壁上。测试时，只要将试件包在测定管上，测定管两端用氧化铝纤维或玻璃棉保温，就可以进行导热测定。按照以上所述，就可以制成本实用新型的圆管导热测定装置。