SU1099253A1

SU1099253A1 - Method of determination of material thermal physical properties

Info

Publication number: SU1099253A1
Application number: SU833560989A
Authority: SU
Inventors: Юрий Анатольевич Попов
Original assignee: Московский Ордена Трудового Красного Знамени Геологоразведочный Институт Им.Серго Орджоникидзе
Priority date: 1983-03-09
Filing date: 1983-03-09
Publication date: 1984-06-23

Abstract

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ, состо щий в том, что при отсутствии теплообмена с окружающей средой последовательно осуществл ют подвод тепла к поверхност м исследуемого и контрольного образцов от точечного источника, перемещаемого по пр мой линии с посто нной скоростью, регистрируют значение температуры на той же линии при фиксированном отставании от источника, о т л ичающийс тем, что, с целью расширени функциональных возможностей способа за счет дополнительного измерени коэффициента температуропроводности , дополнительно осуществл ют конвективный теплообмен поверхности ; образцов с окружающей средой при фиксированном значении коэффициента теплоотдачи и подвод тепла к поверхност м образцов, при этом коэффициент температуропроводности определ ют по формулеMETHOD FOR DETERMINING THE THERMOPHYSICAL PROPERTIES OF THE MATERIALS, which consists in the fact that in the absence of heat exchange with the environment, heat is applied to the surfaces of the test and control samples from a point source moving along a straight line at a constant speed and the same lines with a fixed lag from the source, about the fact that, in order to expand the functionality of the method due to the additional measurement of the temperature coefficient hydration, additionally carry out convective heat exchange of the surface; samples with the environment at a fixed value of the heat transfer coefficient and heat supply to the sample surfaces, and the thermal diffusivity is determined by the formula

Description

Изобретение относитс к технической физике и может быть использован дл определени теплофизических свойств материалов, например при геофизических исследовани х.The invention relates to technical physics and can be used to determine the thermophysical properties of materials, for example, in geophysical studies.

Известен способ определени , тепл физических свойств твердых тел, заключающийс в том, что поверхност тела, теплофизические особенности которого предстоит исследовать, нагревают в течение определенного интервала -времени равномерно распределенным источником, а затем после выключени источника через некоторое врем задержки регистрируют температурное распределение нагретой поверхности и по температурным аномали м суд т о наличии областей , отличающихс от соседних областей измененными теплопроводностью и теплоемкостью ij.A known method for determining the warmth of the physical properties of solids, is that the surfaces of the body, whose thermophysical features are to be investigated, are heated for a certain time interval by a uniformly distributed source, and then after turning off the source after some time the temperature distribution of the heated surface and by temperature anomalies, we judge the presence of regions differing from neighboring regions by altered thermal conductivity and heat capacity ij.

Недостатком такого способа вл етс необходимость строгого выдерживани временного интервала нагрева образ-ца и временной задержки межд моментом окончани нагрева и моментом регистрации температурного распределени нагретой поверхности, что приводит к усложнению способа и снижению его эффективности.The disadvantage of this method is the need to strictly maintain the time interval for heating the sample and the time delay between the end of heating and the moment of recording the temperature distribution of the heated surface, which leads to a complication of the method and a decrease in its efficiency.

Известен способ определени теплофизических свойств материалов,заключаклдийс в том, что при отсутствий теплообмена с окружающей средой, последовательно осуществл ют подвод тепла к поверхност м исследуемого и .контрольного образцов от точечного источника, перемещаемого по пр мойлинии с посто нной скоростью и регистрируют значени температуры на той же линии при фиксированном отставании от источника 2 .A known method for determining the thermophysical properties of materials, concludes that, in the absence of heat exchange with the environment, heat is gradually applied to the surfaces of the test and control samples from a point source moving along a line at a constant speed and that temperature is recorded on that same lines with a fixed lag from the source 2.

Однако ввиду использовани только одного режима изменени теплового состо ни образцов функциональные возможности способа вл ютс узкимипозвол ют определ ть лишь теплопроводность и не позвол ют определ ть температуропроводность образцовHowever, in view of using only one mode of changing the thermal state of the samples, the functionality of the method is narrow, it is possible to determine only the thermal conductivity and do not allow to determine the thermal diffusivity of the samples.

Целью изобретени вл етс расширение функциональных возможностей способа за счет дополнительного измерени коэффициента температуропроводности .The aim of the invention is to extend the functionality of the method by further measuring the thermal diffusivity.

Указанна цель достигаетс тем, что согласно способу определени теплофизических свойств материалов, состо щему в том, что при отсутствии теплообмена с окружающей средой последовательно осуществл ют подвод тепла к поверхност м исследуемого и контрольного образцов от точечного источника, перемещаемого по пр мой линии с посто нной скоростью, регистрируют значение температуры на той же линиии при фиксированном отставании от источника, дополнительно осуществл ют конвективный теплообмен поThis goal is achieved in that, according to the method for determining the thermophysical properties of materials, that in the absence of heat exchange with the environment, heat is gradually applied to the surfaces of the test and control samples from a point source moving along a straight line at a constant speed. , record the temperature value on the same line with a fixed lag from the source, additionally carry out convective heat transfer along

верхности образцов с окружающей средой при фиксированном значении коэффициента теплоотдачи и подвод тепла к поверхност м образцов, при этом коэффициент температуропроводности определ ют по формулеthe surfaces of the samples with the environment at a fixed value of the heat transfer coefficient and heat supply to the surfaces of the samples, while the coefficient of thermal diffusivity is determined by the formula

--()ЙЙ - () yy

где а и а - коэффициенты температуропроводности исследуемого и контрольного Образцову ОдУ S - избыточные предельныеwhere a and a are the coefficients of thermal diffusivity of the test and control Obraztsov OdU S are excess limit

температуры поверхности исследуемого образца соответственно при отсутствии и наличии теплообмена с окружающей средой; избыточные предельныеsurface temperature of the sample under investigation, respectively, in the absence and presence of heat exchange with the environment; excess limit

температуры поверхности. На чертеже схематично показана установка , реализующа предлагаемый способ.surface temperatures. The drawing shows schematically an installation that implements the proposed method.

Установка содержит точечный источник 1 энергии, датчик 2 температуры, узел 3 охлаждени , помещенные над контрольным образом 4 и испытуемыми образцами 5. Стрелкой Н обозначено направление перемещени точечного источника 1 энергии, датчика 2 температуры и узла 3 охлаждени относи тёльно образцов4 и 5.The installation contains a point source of energy 1, a temperature sensor 2, a cooling unit 3 placed above the test image 4 and test samples 5. Arrow H indicates the direction of movement of the point source of energy 1, the temperature sensor 2 and the cooling unit 3 relative to samples 4 and 5.

Способ осуществл ют следуклдим образом.The method is carried out in the following manner.

Нагревают контрольный образец 4 и испытуемые образцы 5 при отсутствии их теплообмена с окружающей средой подвижным точечным источником 1 тепла, измер ют датчиком температуры движущимс вслед за источником энергии с такой же скоростью, предельные приращени температур от начального ypOBHHsOug контрольного образца и б(Л ,602 г.. исследуеьих образцов. На основании полученных данных определ ют коэффициент теплопроводимости каждого из исследуемых образцов 5 по формулеControl sample 4 and test samples 5 are heated in the absence of heat exchange with the environment by a moving point source of heat 1, measured by a temperature sensor moving after the energy source at the same speed, maximum temperature increments from the initial sample ypOBHHsOug of the control sample and b (L, 602 g .. of the samples. Based on the data obtained, the coefficient of thermal conductivity of each of the samples 5 is determined by the formula

. . .. . .

(2)(2)

где и 91 ц - коэффициенты теплопроводности « -го и контрольного образцов;where and 91 C - the coefficients of thermal conductivity "th and control samples;

(,; - избыточные предельные температуры контрольного и 1 -го исследуемого образцов.(,; - Excessive limiting temperatures of the control and 1st samples studied.

Затем осуществл ют конвективный теплообмен поверхностей образцов с окружающей средой при фиксированном значении коэффициента теплоотдачи , достигаемый за счет узла 3 охлаждени , например компрессора или вентил тора, направл ющего поток воздуха на нагреваемые поверхности. Далее, как и на предыдущем этапе испыThen, convective heat exchange of the surfaces of the samples with the environment is carried out at a fixed value of the heat transfer coefficient achieved by the cooling unit 3, for example, a compressor or a fan, which directs the air flow to the heated surfaces. Further, as in the previous test

Claims

(54.) (5 7) METHOD FOR DETERMINING THE THERMOPHYSICAL PROPERTIES OF MATERIALS, which consists in the fact that, in the absence of heat exchange with the environment, heat is sequentially supplied to the surfaces of the test and control samples from a point source moving in a straight line at a constant speed. temperature on the same line at a fixed lag from the source, characterized in that, in order to expand the functionality of the method due to the additional measurement of the temperature coefficient hydration, additionally carry out convective heat transfer of the surface! environmental samples for a fixed value of heat transfer coefficient and the 'supply of heat to the sample surface, wherein the thermal diffusivity is determined by the formula Ua _to a - thermal diffusivity of the test and control obravtsov; b _about ib - excess temperature limits of the surface of the test sample, respectively, in the absence and presence of heat exchange with the environment;

Gdeb - ^approx redundant limiting surface temperature-control sample.