SU1286977A1 - Способ определени теплофизических свойств - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к спосо- :бам определени  теплофизических свойств материалов и может примен тьс  в сельском хоз йстве, пищевой и химической промьшшенности. Цель изобретени  - повьшение точности и информативности за счет определени  электрофизических характеристик образца. В способе используетс  нагрев образца за счет воздействи  на него электромагнитным полем высокой частоты. Используетс  как стади  нагрева материала, так и стади  охлаждени  - после прекращени  высокочастотного воздействи . На обоих стади х регистрируетс  изменение во времени слоев материала внутри материала , охваченных зоной нагрева. На стадии воздействи  обеспечиваютс  адиабатические услови  на поверхности , подвергаемой высокочастотно- му нагреву, а на стадии охлаждени  на этой поверхности задаетс  и поддерживаетс  посто нна  температура. 2 ил. i (Л

Description

4J

1

Изобретение относитс  к тепловым испытани м, а именно к определению теплофизиче(ких свойств материалов, и может примен тьс  в сельском хоз йстве , пищевой.и химической про- мьшшенности.

Целью изобретени   вл етс  повы- шение точности и информативности.

Способ реализуетс  при воздействии на образец испытуемого материала электромагнитным полем высокой частоты, информацию о теплофизичес- ких свойствах получают, регистриру  изменени  температуры в точках, расположенных внутри материала в зоне нагрева.

Определ ли свойства тепличного компоста (состав, %: торф 20; суглн нок 60i навоз 20) .

Источник энергии состо л из СВЧ-

генератора мощностью 0,5 кВт (2450 мГц), нагруженного .на рупорны излучатель, раскрьш которого был направлен на почву, и установленног на высоте 5 см над ее поверхностью. Температуру почвы измер ли ртутным термометром в центральной зоне под излучателем. Врем  облучени  6 мин. Врем  фиксировали секундомером. Вычислени  проведены на программированном микрокалькул торе типа Элекроника БЗ-34.

На фиг. 1 приведены опытные крив нагрева компоста на глубинах х .0,022 м и х,;, 0,062 м.

Полученные кривые t f (с) дифференцировали по времени при 0 0 (фиг. 1), и из найденных таким образом производных вычислили коэффицие экстинкции k по формуле

Из этой зависимости в соответствии с уравнением, соответствующим первому моменту остывани 

t() г„„ exp(-k,, х),

найдены значени 

t 73,8 С и k, 3,08 м.

Коэффициент температуропроводи- мости q найден методом диахомии как корень уравнени , описывающего остывание материала при поддержании на его поверхности посто нной температуры

. У (-2fe-.

1 E (.,JI) 2лПг

- Б

-К,Х

4 Г -%

где Р (z) К dz.

После осреднени  значений а , вычисленных дл  р да моментов, получено

-7

а 2,06 40 м2/с.

Адиабатические услови  на поверхности материала на стадии нагрева обеспечиваютс  за счет существенного превьшени  мощности, вводимой в материал над мощностью, отводимой от материала в окружающую среду.

Скачкообразное изменение температу ры поверхности и поддержание ее посто нной обеспечивают интенсивным обдуванием.

Повьшение точности достигаетс  , In t (€)/х, - п t ( С)/х-, 1: 0 проведением испытаний в услови х,

К 1 -

X л х

когда сохран етс  естественное сос то ние материала - его влажность, плотность, учитываетс  зависимость от частоты электромагнитного пол  параметров, необходимых дл  тепло- физических расчетов процессов и ус тановок высокочастотного нагрева.

В данном случае k 10,7 м Дл  двух значений координат находили два значени  W. - отношени  удельных диэлектрических потерь к объемной теплоемности почвы .

Wn, t ()/х,, ,181}

W

0,1

t4 S)/x,, о е ,180. 55

На фиг. 2 представлена зависимость температуры от времени при ,022 м после выключени  источника СВЧ.

когда сохран етс  естественное состо ние материала - его влажность, плотность, учитываетс  зависимость от частоты электромагнитного пол  параметров, необходимых дл  тепло- физических расчетов процессов и установок высокочастотного нагрева.

Повьшение информативности достигаетс  за счет определени  нар ду с температуропроводимостью параметров WP и k, важных дл  описани  процессов высокочастотного нагрева.

Ф о ула изобретени 

Способ определени  теплофизичес- ких свойств, заключающийс  в том.

что нагревают образец, взаимодейству  .на него электромагнитным полем высокой частоты в направлении от поверхности в глубину образца, и регистрируют изменение температуры образца во времени, на основании чего суд т о теплофизических свойствах образца, отличающийс  тем, что, с целью повьшени  точности и информативности за-счет определени  отношени  удельных диэлектричес- их потерь к объемной теплоемкости

,) X

X, 0.022м

f

t r ,о} 0,062м

го

6 г-60,с

Фн. 1

и коэффициента экстинкции, в период воздействи  электромагнитным полем обеспечивают адиабатические услови  на поверхности образца и регистрируют изменение температур в зоне нагрева в двух точках на различных рассто ни х от поверхности образца, а после прекращени  воздействи  скачкообразно измен ют температуру поверхности , поддерживают ее посто нной ирегистрируют изменение температуры в одной из упом нутых точек образца.

.2

по T-SO,c

Claims (1)

1. Ф о р_м ула изобретения Способ определения теплофизических свойств, заключающийся в том, что нагревают образец, взаимодействуя .на него электромагнитным полем высокой частоты в направлении от поверхности в глубину образца, и регистрируют изменение температуры образца во времени, на основании чего судят о теплофизических свойствах образца, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и информативности за-счет определе- 10 ния отношения удельных диэлектричес<их потерь к объемной теплоемкости и коэффициента экстинкции, в период воздействия электромагнитным полем обеспечивают адиабатические условия на поверхности образца и регистриру5 ют изменение температур в зоне нагрева в двух точках на различных расстояниях от поверхности образца, а после прекращения воздействия скач· кообразно изменяют температуру поверхности, поддерживают ее постоянной ирегистрируют изменение температуры в одной из упомянутых точек образца.