SU1032382A1

SU1032382A1 - Способ определени теплопроводности материалов

Info

Publication number: SU1032382A1
Application number: SU813379088A
Authority: SU
Inventors: Владимир Михайлович Коростелев; Юрий Анатольевич Попов; Виктор Гаврилович Семенов; Сергей Михайлович Скорняков; Георгий Александрович Соловьев
Original assignee: Московский Ордена Трудового Красного Знамени Геологоразведочный Институт Им.С.Орджоникидзе
Priority date: 1981-12-31
Filing date: 1981-12-31
Publication date: 1983-07-30

Description

11 Изобретение относитс к технической физике и может быть использовано при определении теплофизических свойств твердых тел. Известен способ определени теплофизических свойств твердых тел, заключающийс в том, что поверхность тела, теплофизические особенности ко торого предстоит исследовать, нагревают в течение определенного интервала времени равномерно распределенным источником, а затем после выключени источника через некоторое врем задержки регистрируют те(пературное распределение.нагретой поверхнос ти и по температурным аномали м суд о наличии областей, отличак цихс от соседних областей измененными теплопроводностью и температуропроводностью С 1 3К недостаткам указанного способа относитс необходимость строгого выдерживани временного интервала нагрева образца и временной задержки между моментом окончани нагрева и моментом регистрации температурного распределени нагретой поверхности. Наиболее близким к предлагаемому ПО технической сущности и достигаемому результату вл етс способ определени теплопроводности материалов , включающий нагрев поверхности исследуемого образца подвижным точеч ным источником энергии, измерение температуры поверхности образца по линии перемещени источника энергии датчиком температуры, двигающимс с фиксированным отставанием от источника энергииt 23Основной недостаток известного сп соба состоит в большой погрешности измерени искомой величины. Цель изобретени - уменьшение погрешности определени теплопроводности материалов. Поставленна цель достигаетс ,тем что согласно способу определени теп лопроводности материалов, включающем нагрев поверхности исследуемого обра ца подвижным точечным источником эне ти образца по линии перемещени источника энергии датчиком температуры двигающимс с фиксированным отставанием от источника энергии, последова тельно с исследуемым образцом дополнительно устанавливают эталонный образец ,- измер ют начальные температур образцов, определ ют предельные избы 2 точные температуры, с помощью которых рассчитывают искомую величину. На чертеже приведена схема осуществлени предлагаемого способа. Источник 1 энергии и датчик 2 температуры помещены над эталоном 3 с известным коэффициентом теплопроводности и исследуемыми образцами k. На чертеже стрелкой обозначено направление перемещени источника 1 энергий и датчика 2 температуры относительно эталона .3 и образцов . Способ осуществл ют следующим образом . Вначале измер ют начальные температуры эталона с известным коэффициентом теплопроводности и исследуемых образцов, коэффициенты теплопроводности которых предстоит определить. Начальные температуры можно определить , перемеща только датчик температуры вдоль поверхностей эталона и образцов. Затем сосредоточенный источник 1 тепловой энергии посто нной мощности (например, электрическую лампу с зеркальным отражателем и с п тном нагрева, сфокусированным на поверхности нагреваемых образцов) и датчик 2 температуры (например, бесконтактный датчик, регистрирующий температуру нагретой поверхности по электромагнитному излучению), жестко св занный с источником f и поэтому имеющий посто нное рассто ние отставани , перемещают с посто нной скоростью вдоль поверхностей эта/юна и образцов в направлении, обозначенном стрелкой. При этом рассто ние отставани датчика 2 температуры от источника 1 устанавливают таким чтобы выполн лось соотношение х 5/VK где X - рассто ние отставани ; К - коэффициент сосредоточенности источника, который позвол ет рассматривать источник как точечный. Толщина эталона 3 с известным коэффициентом теплопроводности и -исследуемых образцов k должны быть не меньше рассто ни отставани , чтобы можно было рассматривать процесс их нагрева как нагрев точечным источником полубесконечного тела.. В процессе дл эталона 3 и дл каждого исследуемого образца А измер ют предельную температуру нагреваемой поверхности по линии движени источника. Затем по разности предельной температуры нагрева и начальной темпера туры эталона определ ют избыточную предельную температуру нагрева поверхности эталона 3 с известным коэф фициентом теплопроводности. Далее по разности предельной температуры нагр ва и измеренной ранее начальной температуры каждого из исследуемых образцов k определ ют избыточную предельную температуру нагрева поверхности дл каждого из исследуемых образцов «. Известно, что при нагреве поверхибСТи полубесконечного тела точечным подвижным источником избыточна предельна температура поверхности этог тела в точке, перемещающейс вслед за источником по линии его движени с такой же скоростью, определ етс формулой где Т избыtoчнa предельна температура нагреваемой поверхнос ти полубесконечного Тела в точке, следующей за источником по линии движени источника с такой же скоростью; . мощность источника; коэффициент теплопроводности полубесконе:чного тела; X - рассто ние отставани точки, в которой определ етс температура тела, от источника. Эта формула вл етс справедливой дл эталона с известным коэффициентом теплопроводности которому соответствует найденна в результате нагрева и измерений избыточна предельна температура Т, и дл первого исследуемого образца с теплопроводностью A-Qpp, которую предстоит определить; при этом дл первого исследуемого образца определена в результате нагрева и измерений избыточна предельна температура . Поскольку величина q/2lKt остаетс посто нной во врем всего процесса нагрева и измерений и коэффициент теплопроводности эталонаД,д известен, а избыточна предельна температура этого эталона определена, то дл первого исследуемого образца коэффициент теплопроводности определ ют по формуле J . Ли. . А-обр Лэт ТОБР Далее по найденной избыточной преельной температуре дл каждого из стальных исследуемых образцов опёдел ют коэффициент теплопроводности ри помощи последней формулы.

Claims

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ МАТЕРИАЛОВ, включающий наг грев поверхности исследуемого образца подвижным точечным источником энер гии, измерение температуры поверхности образца по линии перемещения источника энергии датчиком температуры, двигающимся с фиксированным отставанием от источника энергии, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погрешности определения, последовательно с исследуемым образцом дополнительно устанавливают эталонный образец, измеряют начальные температуры образцов,.определяют предельные избыточные темпера- § туры, с помощью которых рассчитывают искомую величину.