Определение теплопроводности материала методом шарового слоя

Описание лабораторной установки. В экспериментальной установке для определения теплопроводности по методу шара (рисунок 19) исследуемый материал 1 в виде шарового слоя расположен между двумя шаровыми стенками 2 и 3 из стали. Внутренний диаметр шарового слоя d ₁ = 70 мм, а наружный диаметр d ₂ = 100 мм. Толщина слоя составляет 15 мм.

Метод шарового слоя позволяет получить одномерный тепловой поток без применения каких-либо охранных устройств. Однако шаровой прибор отличается сложностью монтажа, требует строгой центровки шаров; применение шарового прибора связано с трудностями равномерного заполнения исследуемым веществом шарового пространства между двумя полыми концентрическими шаровыми
поверхностями. При испытании сыпучих и волокнистых материалов
неравномерность заполнения шарового слоя исследуемых материалов может привести к значительным ошибкам в определении теп
лопроводности материала.

Внутри меньшего шара находится электронагреватель 4 из нихромовой проволоки изолированной фарфоровыми бусами. Мощность нагревателя регулируется автотрансформатором 5 и измеряется ваттметром 6. Вся теплота, выделяемая нагревателем, передаётся теплопроводностью через шаровой слой исследуемого материала.

На внутренней и наружной поверхностях шарового слоя материала установлено по пять термопар из хромель-копелевой термоэлектродной проволоки, подключённых к переключателю 7. Каждая термопара установлена в середине равных площадей, составляющих внутреннюю и наружную шаровые поверхности. Температура измеряется пирометрическим милливольтметром 8.