SU1260799A1

SU1260799A1 - Method for determining heat conduction of solids

Info

Publication number: SU1260799A1
Application number: SU853889868A
Authority: SU
Inventors: Юрий Анатольевич Попов; Виктор Вениаминович Березин; Владимир Михайлович Коростелев; Георгий Александрович Соловьев
Original assignee: Московский Геологоразведочный Институт Им.Серго Орджоникидзе
Priority date: 1985-04-23
Filing date: 1985-04-23
Publication date: 1986-09-30

Abstract

Изобретение относитс к области технической физики и решает задачу определени теплопроводности твердых тел, например горных пород. Цель изобретени - снижение продолжительности процесса измерений теплопроводности. Осуществл ют нагрев эталонного и исследуемого образцов подвижным точечным источником тепловой энергии. Регистрируют предельные температуры на линии нагрева при некотором первоначальном и измененном рассто них отставани датчика температуры от источника энергии дл каждого из образцов. По разности предельных температур, измеренных при первоначальном и измененном рассто ни х отставани , рассчитывают искомую величину теплопроводности. 1 ил. О5 О со соThe invention relates to the field of technical physics and solves the problem of determining the thermal conductivity of solids, such as rocks. The purpose of the invention is to reduce the duration of the process of measuring thermal conductivity. The reference and test samples are heated with a moving point source of thermal energy. Limit temperatures on the heating line are recorded at some initial and modified distance of the temperature sensor from the energy source for each of the samples. From the difference of the limiting temperatures, measured at the initial and modified lag distances, the desired value of thermal conductivity is calculated. 1 il. O5 Oh with

Description

Изобретение относитс к технической физике и может быть использовано дл определени теплопроводности твердых тел, в том числе горных пород.The invention relates to technical physics and can be used to determine the thermal conductivity of solids, including rocks.

Цель изобретени - повышение эффективности способа путем увеличени его производительности .The purpose of the invention is to increase the efficiency of the method by increasing its productivity.

На чертеже представлена схема осуществлени предлагаемого способа.The drawing shows the implementation of the proposed method.

Точечный источник 1 тепловой энергии и датчик 2 температуры, регистрирующий температуру в точке Л и , св заны между собой устройством 3 изменени рассто ни отставани датчика температуры 2 от источника энергии 1 и размещены над эталонным 4 и исследуемыми образцами 5. На чертеже стрелкой обозначено направление перемещени источника 1 энергии и датчика 2 температуры относительно эталона 4 и образцов 5.The point source of thermal energy 1 and the temperature sensor 2, which records the temperature at point L and, are interconnected by the device 3 changes the distance of the temperature sensor 2 lag from the energy source 1 and is located above the reference 4 and the samples 5. In the drawing, the arrow indicates the direction of movement energy source 1 and temperature sensor 2 relative to standard 4 and samples 5.

В качестве точечного источника 1 тепловой энергии посто нной мощности может быть использован, например, луч лазера. Регистраци температуры может осуществл тьс бесконтактным датчиком температуры , измер ющим температуру поверхности по ее электромагнитному излучению. В качестве устройства .3 может быть использован какой-либо механизм, обеспечивающий поступательное перемещение датчика температуры вдоль линии нагрева относительно источника энергии с двум фиксированными положени ми, соответствующими регистрации температуры в точках Л и Б.As a point source 1 of thermal energy of constant power, a laser beam, for example, can be used. Temperature registration can be carried out by a contactless temperature sensor measuring the surface temperature by its electromagnetic radiation. As a device .3, any mechanism can be used that ensures the translational movement of the temperature sensor along the heating line relative to the energy source with two fixed positions corresponding to temperature recording at points L and B.

Сущность предлагаемого способа заключаетс в следующем.The essence of the proposed method is as follows.

Устройство 3 устанавливают в положение , соответствующее измерению температуры в точке А. Перемещают точечный источник и датчик температуры 2 с посто нной скоростью вдоль поверхности эталона 4. В процессе перемещени осуществл ют нагрев эталона точечным источником 1 и регистрацию предельной температуры в точке А датчиком 2 на части эта лона. Затем с помощью устройства 3 измен ют рассто ние отставани датчика температуры от источника энергии и регистрируют предельную температуру на другой части эталона в точке 5- Аналогично при перемещении источника энергии и датчика температуры вдоль поверхности исследуемого образца на его части измер ют предельную температуру при первоначальном рассто нии отставани (в точке л),затем измен ют рассто ние отставани и измер ют предельную температуру другой части образца (в точке Б), а коэффициент теплопроводности каждого из исследуемых образцов определ ют по формулеThe device 3 is set to a position corresponding to the temperature measurement at point A. The point source and temperature sensor 2 are moved at a constant speed along the surface of the standard 4. In the process of moving, the standard is heated by the point source 1 and the limit temperature is recorded at part A this bosom. Then, using device 3, change the distance of the temperature sensor from the energy source and record the limit temperature on another part of the reference at point 5. Similarly, when the energy source and temperature sensor move along the surface of the sample under study, the limit temperature is measured at its initial distance lag (at point l), then the lag distance is changed and the limiting temperature of the other part of the sample is measured (at point B), and the thermal conductivity coefficient of each of the studied samples was determined by the formula

1 г1 )- 1 r1) -

Лоб). Л,ЭТ. „, Forehead). L, ET. „,

1 обр.(А)- 1 обр(Б)1 sample (A) - 1 sample (B)

(1)(one)

где Ът(А), Ът(Б)- предельные температуры поверхности эталона на линии нагрева соответственно приwhere bt (a), bt (b) are the maximum surface temperatures of the standard on the heating line, respectively, at

первоначальном и измененном рассто ни х отставани ;initial and modified backward distance;

Тобр(А), Тобр(Б) - предельные температуры по- верхности исследуемого образца на линии нагрева соответственно при первоначальном и измененном рассто ни х отставани ; Кэт - теплопроводность эталона; абр.- теплопроводность исследуемого образца.Tobr (A), Tobr (B) are the limiting temperatures of the surface of the sample under investigation on the heating line, respectively, at the initial and altered lag distances; Kat - thermal conductivity of the standard; abr. - thermal conductivity of the sample.

Регистраци непосредственно в процессе нагрева предельнь х температур повер.- ности эталонного и исследуемого образца при первоначальном и измененном в пределах каждого образца рассто ни х отставани датчика температуры от источника энергии позвол ет исключить значительные затраты времени на измерение начальных температур эталонного и исследуемого образцов, т.е. сокращаетс продолжительность исследований серии из 10 образцов на 3 мин и повыщаетс производительность более чем в 2 раза.Registering directly in the process of heating the limiting temperatures of the reference and test sample at the initial and the distance of the temperature sensor from the energy source that is changed within each sample, makes it possible to exclude considerable time spent on measuring the initial temperatures of the reference and test samples, t. e. the duration of the study of a series of 10 samples is reduced by 3 minutes and the productivity increases more than 2 times.

Claims

Invention Formula

The method of determining the thermal conductivity of solids, including sequential heating of the surface of the reference and test samples with a movable energy source, measuring the limiting surface temperature of the reference and test samples along the heating line by a temperature sensor moved with a fixed lag from the source, characterized in that in order to improve the performance of the measurement process for each of the samples immediately after measuring the limiting temperature in the initial portion of the surface the distance of the temperature sensor from the energy source within the heated surface of the sample is changed;

the maximum surface temperature of the sample along the heating line at the new lag distance, and the sought value is determined by the formula

45

, 1 Tet (A) Tet (B)

. Lat „-T

1 obr (A) 1 obr (B)

limiting surface temperatures of the standard on the heating line, respectively, at the initial and altered lag distance;

the limiting surface temperatures of the sample under investigation on the heating line, respectively, at the initial and modified distance lag;

thermal conductivity of the standard; thermal conductivity of the sample.