RU2008102328A - METHOD FOR DETERMINING THE COMPLEX OF THERMOPHYSICAL PROPERTIES OF SOLID MATERIALS - Google Patents

METHOD FOR DETERMINING THE COMPLEX OF THERMOPHYSICAL PROPERTIES OF SOLID MATERIALS Download PDF

Info

Publication number
RU2008102328A
RU2008102328A RU2008102328/28A RU2008102328A RU2008102328A RU 2008102328 A RU2008102328 A RU 2008102328A RU 2008102328/28 A RU2008102328/28 A RU 2008102328/28A RU 2008102328 A RU2008102328 A RU 2008102328A RU 2008102328 A RU2008102328 A RU 2008102328A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
excess temperature
sample
temperature
recorded
max
Prior art date
Application number
RU2008102328/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2374631C2 (en
Inventor
Владимир Васильевич Обухов (RU)
Владимир Васильевич Обухов
Игорь Николаевич Ищук (RU)
Игорь Николаевич Ищук
Александр Иванович Фесенко (RU)
Александр Иванович Фесенко
Александр Павлович Собко (RU)
Александр Павлович Собко
Борис Игоревич Антонов (RU)
Борис Игоревич Антонов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" (RU)
Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" (RU), Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" filed Critical Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" (RU)
Priority to RU2008102328/28A priority Critical patent/RU2374631C2/en
Publication of RU2008102328A publication Critical patent/RU2008102328A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2374631C2 publication Critical patent/RU2374631C2/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

Способ определения комплекса теплофизических свойств твердых материалов, включающий тепловое импульсное воздействие на плоскую поверхность исследуемого образца, измерение избыточной температуры на плоской поверхности образца с момента подачи теплового импульса в одной точке в заданном интервале времени, отличающийся тем, что тепловое импульсное воздействие на плоскую поверхность образца осуществляют лучистым тепловым потоком известной плотности и длительности, а измерение избыточной температуры с момента подачи теплового импульса проводят в центральной части нагреваемой поверхности образца, при этом регистрируют значение максимальной избыточной температуры и время ее достижения, используя математическую модель прямой задачи теплопроводности на основе метода конечных разностей, применяют промежуточную сеточную функцию источника нагрева излучением и конвективного теплообмена: ! , при τ≤τ*; ! , при τ>τ*; ! при , ; ! сеточную функцию, учитывающую теплоперенос по всему объему образца: ! , ! при , , ; ! для учета нелинейной зависимости теплофизических свойств материала от температуры используют кусочно-линейные функции: ! ! ! решают обратную коэффициентную задачу теплопроводности вариационным методом на интервале наблюдения избыточной температуры [τ1,τ2] при выборе параметра регуляризации по невязке: ! , ! искомые теплофизические свойства а, λ находят из минимума функции , ! где - сеточная функция; ! T - избыточная температура, регистрируемая в эксперименте; ! - избыточная температура, рассчитанная математической моделью; ! Тmах - максимальное значение избыточной температуры, регистрируемое в эксперименте; ! max - мA method for determining the complex of thermophysical properties of solid materials, including thermal impulse action on a flat surface of a test sample, measuring excess temperature on a flat surface of a sample from the moment a heat pulse is applied at one point in a predetermined time interval, characterized in that the thermal impulse action on a flat surface of the sample is carried out radiant heat flux of known density and duration, and measurement of excess temperature from the moment of heat pulse They are carried out in the central part of the heated surface of the sample, and the maximum excess temperature and the time of its achievement are recorded using the mathematical model of the direct heat conduction problem based on the finite difference method, the intermediate grid function of the radiation heating source and convective heat transfer is used:! , at τ≤τ *; ! , for τ> τ *; ! at,; ! grid function taking into account heat transfer over the entire volume of the sample:! ! at,,; ! To take into account the nonlinear dependence of the thermophysical properties of the material on temperature, piecewise linear functions are used:! ! ! solve the inverse coefficient problem of thermal conductivity by the variational method on the observation interval of excess temperature [τ1, τ2] when choosing the regularization parameter for the residual:! ! the required thermophysical properties a, λ are found from the minimum of the function,! where is the grid function; ! T is the excess temperature recorded in the experiment; ! - excess temperature calculated by a mathematical model; ! Tmax is the maximum value of the excess temperature recorded in the experiment; ! max - m

Claims (1)

Способ определения комплекса теплофизических свойств твердых материалов, включающий тепловое импульсное воздействие на плоскую поверхность исследуемого образца, измерение избыточной температуры на плоской поверхности образца с момента подачи теплового импульса в одной точке в заданном интервале времени, отличающийся тем, что тепловое импульсное воздействие на плоскую поверхность образца осуществляют лучистым тепловым потоком известной плотности и длительности, а измерение избыточной температуры с момента подачи теплового импульса проводят в центральной части нагреваемой поверхности образца, при этом регистрируют значение максимальной избыточной температуры и время ее достижения, используя математическую модель прямой задачи теплопроводности на основе метода конечных разностей, применяют промежуточную сеточную функцию источника нагрева излучением и конвективного теплообмена:A method for determining the complex of thermophysical properties of solid materials, including thermal impulse action on a flat surface of a test sample, measuring excess temperature on a flat surface of a sample from the moment a heat pulse is applied at one point in a predetermined time interval, characterized in that the thermal impulse action on a flat surface of the sample is carried out radiant heat flux of known density and duration, and the measurement of excess temperature from the moment of heat pulse They are carried out in the central part of the heated surface of the sample, and the maximum excess temperature and the time of its achievement are recorded using the mathematical model of the direct heat conduction problem based on the finite difference method, an intermediate grid function of the radiation heating source and convective heat transfer is used:
Figure 00000001
, при τ≤τ*;
Figure 00000001
, at τ≤τ * ;
Figure 00000002
, при τ>τ*;
Figure 00000002
, for τ> τ * ; при
Figure 00000003
,
Figure 00000004
;at
Figure 00000003
,
Figure 00000004
; сеточную функцию, учитывающую теплоперенос по всему объему образца:a grid function that takes into account heat transfer over the entire volume of the sample:
Figure 00000005
,
Figure 00000005
, при
Figure 00000006
,
Figure 00000007
,
Figure 00000008
;at
Figure 00000006
,
Figure 00000007
,
Figure 00000008
; для учета нелинейной зависимости теплофизических свойств материала от температуры используют кусочно-линейные функции:To take into account the nonlinear dependence of the thermophysical properties of the material on temperature, piecewise linear functions are used:
Figure 00000009
Figure 00000009
Figure 00000010
Figure 00000010
 решают обратную коэффициентную задачу теплопроводности вариационным методом на интервале наблюдения избыточной температуры [τ1,τ2] при выборе параметра регуляризации по невязке:solve the inverse coefficient problem of thermal conductivity by the variational method on the observation interval of excess temperature [τ 1 , τ 2 ] when choosing the regularization parameter for the residual:
Figure 00000011
,
Figure 00000011
, искомые теплофизические свойства а, λ находят из минимума функции
Figure 00000012
,the required thermophysical properties a, λ are found from the minimum of the function
Figure 00000012
, где
Figure 00000013
- сеточная функция;Where
Figure 00000013
- grid function; T - избыточная температура, регистрируемая в эксперименте;T is the excess temperature recorded in the experiment;
Figure 00000014
- избыточная температура, рассчитанная математической моделью;
Figure 00000014
- excess temperature calculated by a mathematical model; Тmах - максимальное значение избыточной температуры, регистрируемое в эксперименте;T max - the maximum value of excess temperature recorded in the experiment;
Figure 00000015
max - максимальное значение избыточной температуры, рассчитанное математической моделью;
Figure 00000015
max - the maximum value of the excess temperature calculated by the mathematical model; Т1 - избыточная температура, регистрируемая в момент времени τ1;T 1 - excess temperature recorded at time τ 1 ; T2 - избыточная температура, регистрируемая в момент времени τ2;T 2 - excess temperature recorded at time τ 2 ; τmax - момент времени регистрации избыточной температуры Tmax;τ max - time point of registration of excess temperature T max ;
Figure 00000016
max - момент времени, рассчитанный математической моделью и соответствующий температуре
Figure 00000015
mах;
Figure 00000016
max - the moment of time calculated by the mathematical model and corresponding to the temperature
Figure 00000015
max ;
Figure 00000017
- температуропроводность;
Figure 00000017
- thermal diffusivity; λ -теплопроводность;λ thermal conductivity; m - номер отсчета по координате х,
Figure 00000018
;m is the reference number along the x coordinate,
Figure 00000018
; n - номер отсчета по координате у,
Figure 00000019
;n is the number of the reference coordinate y,
Figure 00000019
; р - номер отсчета по координате z,
Figure 00000020
;p is the number of the reference coordinate z,
Figure 00000020
; x, у, z - оси правой декартовой прямоугольной системы координат;x, y, z are the axes of the right Cartesian rectangular coordinate system; k - номер отсчета по времени;k - time reference number; h - шаг сетки по расстоянию;h is the grid step by distance; Δτ - шаг сетки по времени;Δτ is the grid step in time; q - плотность теплового потока;q is the heat flux density; α - коэффициент теплоотдачи;α is the heat transfer coefficient;
Figure 00000021
,
Figure 00000022
,
Figure 00000023
- линейные коэффициенты зависимости температуропроводности от температуры;
Figure 00000021
,
Figure 00000022
,
Figure 00000023
- linear coefficients of the dependence of thermal diffusivity on temperature; К1λ, К2λ, К3λ - линейные коэффициенты зависимости теплопроводности от температуры;K 1λ , K 2λ , K 3λ - linear coefficients of the dependence of thermal conductivity on temperature; τ - текущее время, отсчитываемое от момента подачи импульса;τ is the current time counted from the moment of the pulse; τ* - длительность теплового импульса;τ * is the duration of the thermal pulse; ξ1, ξ2 - параметры регуляризации;ξ 1 , ξ 2 - regularization parameters; J - функционал невязки. J is the residual functional.
RU2008102328/28A 2008-01-21 2008-01-21 Method of determining system of thermophysical properties of solid materials RU2374631C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008102328/28A RU2374631C2 (en) 2008-01-21 2008-01-21 Method of determining system of thermophysical properties of solid materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008102328/28A RU2374631C2 (en) 2008-01-21 2008-01-21 Method of determining system of thermophysical properties of solid materials

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008102328A true RU2008102328A (en) 2009-07-27
RU2374631C2 RU2374631C2 (en) 2009-11-27

Family

ID=41048049

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008102328/28A RU2374631C2 (en) 2008-01-21 2008-01-21 Method of determining system of thermophysical properties of solid materials

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2374631C2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2534429C1 (en) * 2013-06-13 2014-11-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" ФГБОУ ВПО "ТГТУ" Measurement method of thermal and physical properties of solid materials by method of instantaneous flat heat source
RU2601234C1 (en) * 2015-07-13 2016-10-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" ФГБОУ ВПО "ТГТУ" Method of measuring thermophysical properties of heat-insulating materials by flat pulse heat source
RU2613194C1 (en) * 2015-11-02 2017-03-15 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ТГТУ") Method of measuring thermal properties of anisotropic materials by linear impulse of heat source
RU2611080C1 (en) * 2016-01-22 2017-02-21 Роман Владимирович Мироненко Apparatus for determining critical value of radiant heat flux for different materials and substances
CN105675646B (en) * 2016-03-23 2018-04-24 哈尔滨工业大学 High temperature translucent medium thermal conductivity and the method for absorption coefficient are measured based on intrinsic light and heat information at the same time

Also Published As

Publication number Publication date
RU2374631C2 (en) 2009-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4195935B2 (en) Thermophysical property measuring method and apparatus
Zeng et al. Absolute peak slope time based thickness measurement using pulsed thermography
RU2008102328A (en) METHOD FOR DETERMINING THE COMPLEX OF THERMOPHYSICAL PROPERTIES OF SOLID MATERIALS
Chatterjee et al. Image enhancement in transient lock-in thermography through time series reconstruction and spatial slope correction
CN103471513B (en) The method of measuring thickness of coating through optical pulse infrared thermal imaging
Zanotti et al. Martensitic–austenitic phase transformation of Ni–Ti SMAs: thermal properties
RU2534429C1 (en) Measurement method of thermal and physical properties of solid materials by method of instantaneous flat heat source
RU2502989C1 (en) Method to determine temperature conductivity of solid body under transient thermal mode
RU2004109778A (en) METHOD FOR IDENTIFICATION OF THE COMPLEX OF THERMOPHYSICAL PROPERTIES OF SOLID MATERIALS
RU2303777C2 (en) Method of determining thermophysical properties of solids
Gupta et al. Unsteady-state lock-in thermography-Application to shunts in solar cells
RU2460063C1 (en) Method of determining heat conductivity and temperature conductivity of solid-state body in nonsteady thermal conditions
RU2324164C1 (en) Method of identifying system of thermo-physical properties of hard materials
RU2324165C1 (en) Method of identifying system of thermo-physical properties of hard materials
RU2551389C1 (en) Method of determining thermal conductivity of heat-shielding coatings of highly thermally conductive materials
RU2328724C1 (en) Method for identification of solid materials thermal properties complex
Božiková et al. Experimental determination of soft wheat flour thermal parameters
RU2478939C1 (en) Method of measuring thermal diffusivity of heat-insulating materials by regular third kind mode technique
RU2613194C1 (en) Method of measuring thermal properties of anisotropic materials by linear impulse of heat source
Bodnar et al. Rear-face photothermal analysis under random excitation and parametric analysis: Application to thermal-diffusivity measurement
Hadi et al. Contact measurement of thermal conductivity and thermal diffusivity of solid materials: Experimental validation of feasibility with a prototype sensor
RU2686859C1 (en) Method of measuring thermal resistance between a housing of a semiconductor device and a cooling radiator
RU2324166C1 (en) Method of identifying system of thermo-physical properties of hard materials
RU2797154C1 (en) Device for creating inhomogeneous temperature field and measuring polarization currents and temperature in it
RU2357235C1 (en) Method of identifying combination of thermophysical properties of solid materials for detecting hidden objects (mines) in ground

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200122