SU1176223A1 - Способ неразрушающего измерени теплофизических свойств материалов - Google Patents

Abstract

СПОСОБ НЕРАЗРУШАЩЕГО ИЗМЕРЕНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ , заключаклщйс  в том, что на исследуемьй материал устанавливают теплопровод щий элемент, температура которого выше температуры исследуемого материала, и измер ют изменение его температуры во времени, отличающийс  тем, что, с целью повьшени  точности измерений путем исключени  вли ни  имеющихс  градиентов температур и источников тепла в исследуемом материале, в теплопровод щий элемент подают энергию, провод т измерени  температуры его во времени относительно такого же элемента , который устанавливают на исследуемый материал вне зоны теплового вли ни , причем температуры обоих элементов в момент установки одинаковы , а врем  измерени  f должно удовлетвор ть соотношению S (Л ri/a 0,6 где Гр - радиус теплопровод щего элемента; а - температуропроводность исследуемого материала, и по измеренным температурам определ ют искомые параметры. ч Од 1С (С со

Description

I Изобретение относитс  к области теплофизических измерений и может быть использовано при исследовании теплопроводности Л и температуропроводности 01 материалов холодильно техники, строительных материалов, тештонагруженных конструкций энерге тических объектов. Цель изобретени  - повышение точ ности измерений путем исключени  вл ЯНИН имеющихс  градиентов температу и источников тепла в исследуемом теле на результат измерени . Сущность способа заключаетс  в следующем. Исследуемый материал рассматриваетс  как полуорганический массив с посто нными теплофизическими характеристиками Л и а . Начальное распределение температур в материале t( 0) (z), где ось Z направлена вглубь массива, имеет ноль на поверхности тела. Начина  с момента 4 О оба элемента привод тс  в тепловой контакт с телом, и в одном из элементов вьщел етс  мощность W в расчете на единицу площади контак та.При сделанных предположени х температурные возмущени  t (х,у,z), вносимые каждым из элементов в мате риал, описьшаютс  уравнением 2 1 ti.i а . о гг а 5t А с граничными и начальными услови ми -С + 1 X N е Q о с/Г 1,2 , x,y,SJ, (Ь где V - текущее врем ; t. - - температурные возмущени , вносимые каждым из элементов в материал; Л и а- теплопроводность и температуропроводность материала; q - мощность объемных источников тепла в теле; Cj, - теплоемкость элемента в расчете на единицу площади; W - мощности, вьщел емые в рас чете на единицу площади кон- 55 такта; Л - область контакта элемента с телом. При тана где С ние лов дии ков 232 При измерении разности температур б t - tj между дисками получают истему Ив-±4.о о ж 1 -eSZ , (4) , X, v,fl . (5| сч , . . Система (4)-(6) не содержит инфор мации о неравномерности пол  в теле и источниках тепловыделени . Решение системы (4)-(6) дл  элементов в виде диска и моментов времени и - 0,6 г|/а W Га Г. 1 Го 1- 1 -5 - --- -Jгде г,- радиус диска. Соотношение (7) показывает принципиальную возможность определени  теплопроводности и температуропроводности материала по измер емой в опыте разности температур дисков 0(1/У). Действительно, зависимость 0 (1/J© оказываетс  линейной, причем экстрапол ци  пр мой к значени м позвол ет найти установившеес  значение перепада в установившейс  стадии и по нему рассчитать теплопроводность , в с-гоч где стаи, установившийс  перепад температуры между дисками . Температуропроводность рассчитьшаетс  из тангенса К угла наклона пр мой 9(1/У) г 1 -4л о 2 необходимости может быть рассчии объемна  теплоемкость Л/а С - удельна  теплоемкость; о - плотность материала. пособ позвол ет проводить измеретеплофизических свойств материаи изделий в процессе эксплуатапри наличии в них тепловьк потоИзмерение температуры элемента

311762234

относительно такого же второго эле- :материалов с низкой теплопроводмента дает возможность получать ий- костью, а также- повысить точность формацию в одном опыте и сократить измерений в 1,5-2 раза в результате врем  измерений в 2,5-3 раза, что исключени  вли ни  температурных особенно важно при измерении свойств j градиентов в исследуемом теле.

Claims (1)

1. СПОСОБ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО ИЗМЕРЕНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАТЕРИ- < АЛОВ, заключающийся в том, что на исследуемый материал устанавливают теплопроводящий элемент, температура которого выше температуры исследуемого материала, и измеряют изменение его температуры во времени, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений путем исключения влияния имеющихся градиентов температур и источников тепла в исследуемом материале, в теплопроводящий элемент подают энергию, проводят измерения температуры его во времени относительно такого же элемента, который устанавливают на исследуемый материал вне зоны теплового влияния, причем температуры обоих элементов в момент установки одинаковы, а время измерения f должно удовлетворять соотношению

   Г 7/ 0,6 rj/a где г₀ - радиус теплопроводящего элемента;

   а - температуропроводность исследуемого материала, и по измеренным температурам определяют искомые параметры.