SU1318884A1

SU1318884A1 - Method of determining thermal physical characteristics of wet capillary-porous materials

Info

Publication number: SU1318884A1
Application number: SU853952602A
Authority: SU
Inventors: Валентин Евгеньевич Иванов; Владлен Николаевич Пахомов; Владимир Гаврилович Федоров; Александр Григорьевич Мазуренко; Дмитрий Петрович Коломиец
Original assignee: Киевский Технологический Институт Пищевой Промышленности
Priority date: 1985-08-08
Filing date: 1985-08-08
Publication date: 1987-06-23

Abstract

Изобретение относитс к тепло- физическим измерени м и контролю свойств влажных материалов во всех отрасл х народного хоз йства. Цель изобретени - повьшение точности за счет исключени вли ни влагообмена. Способ определени теплофизических характеристик влажных материалов заключаетс в двухстороннем нагреве образца в виде плоского сло с посто нной скоростью и измерении температур и плотностей теплового потока на его поверхност х. На одной стороне образца устанавливают дополнительную пластину с термическим сопротивлением (8/)„л 0,25 (h/ A)o6p. Tek- пературу в процессе нагрева измен ют со скоростью и 0,45 q /Cph. Поддерживают перепад температуры на образце неизменным в течение опыта и по результатам опыта определ ют тепло- физические характеристики образца. Способ позвол ет повысить точность измерени теплофизических характеристик образца. с (Л DO эо 00 X 4The invention relates to thermal physical measurements and control of the properties of wet materials in all sectors of the national economy. The purpose of the invention is to increase accuracy by eliminating the effect of moisture exchange. The method for determining the thermophysical characteristics of wet materials consists in heating the sample in the form of a flat layer at a constant rate and measuring the temperatures and densities of the heat flux on its surfaces. On one side of the sample, an additional plate is installed with a thermal resistance (8 /) „l 0.25 (h / A) o6p. Tek- perature during the heating process is changed at a rate and 0.45 q / Cph. The temperature difference on the sample is maintained unchanged during the experiment and the thermal and physical characteristics of the sample are determined from the results of the experiment. The method allows to increase the accuracy of measurement of the thermophysical characteristics of the sample. c (L DO eo 00 X 4

Description

, о чoh h

термическим сопротивлением (---)thermal resistance (---)

1one

Изобретение относитс к теплофизи ческим измерени м, выполн емым при проведении научно-исследовательских работ и контроле свойств материалов во всех отрасл х народного хоз йстваThe invention relates to thermophysical measurements carried out during research works and the control of material properties in all areas of the national economy.

Цель изобретени - повьшшние точности определени тешюфизических характеристик влажных материалов за счет исключени вли ни влагообмена.The purpose of the invention is to improve the accuracy of determining the thermophysical characteristics of wet materials by eliminating the effect of moisture exchange.

Определение теплофизических ха- рактерист к провод т следующим образом .The definition of thermal characteristics is as follows.

В кассету помещают образец так, тобы обеспечивалс одинаковый тепловой контакт с температуровыравни- вающими пластинами, в которых установлены тепломеры и термопары,Кроме того, в кассету с одной стороны помещают дополнительную пластину сThe sample is placed in the cassette in such a way that the same thermal contact is made with the temperature-equalizing plates, in which heat meters and thermocouples are installed. In addition, an additional plate is placed on one side of the cassette.

(0,15...0,30)(-;jf-)p (тепловой (0.15 ... 0.30) (-; jf-) p (thermal

контакт между пластиной и тепломером должен быть посто нным во времени). Затем кассету помещают в контакт с источником линейного нагрева. Источником может служить например, печь с регулируемой мощностью нагрева: вод на бан , температура которой измен етс по линейному закону или какое-либо другое устройство, обеспечивающее с посто нной скоростью и (0,24-0,45) q/(cph). Через некоторое врем после начала разогрева в образце устанавливаетс квази- стационарньш тепловой режим, при котором плотность тепловых потоков через поверхность образца стабилизируетс во времени. Через температуро- выравнивающую пластину, контактирующую с источником нагрева, поступает больший по величине тепловой.поток, чем через такую же пластину, контактирующую с дополнительной пластиной. Измер емые величины температур и теп ловых потоков непрерывно фиксируютс регистрирующим устройством.the contact between the plate and the heat meter must be constant in time). The cassette is then placed in contact with a linear heating source. The source can be, for example, a furnace with an adjustable heating power: water on a bath, the temperature of which varies linearly or some other device that provides a constant speed and (0.24-0.45) q / (cph). Some time after the start of heating, a quasi-stationary thermal regime is established in the sample, in which the density of heat fluxes through the surface of the sample stabilizes with time. Through the temperature leveling plate in contact with the heat source, a larger heat flux enters than through the same plate in contact with the additional plate. The measured values of temperatures and heat fluxes are continuously recorded by a recording device.

По результатам измерений температур и плотностей теплового потока на поверхност х образца рассчитывают теплофизические характеристики образ ца, значени которых относ тс к его среднеинтегральной температуре. Опре деление влажности образца провод т по стандартной методике.From the results of measurements of temperatures and heat flux densities on the sample surfaces, the thermophysical characteristics of the sample are calculated, the values of which relate to its average integral temperature. The determination of the moisture content of the sample was carried out according to a standard procedure.

Обоснование возможности определени теплофизических характеристик вл-ажных материалов по результатамSubstantiation of the possibility of determining the thermophysical characteristics of moisture materials based on the results

00

f5f5

188842188842

таких измерений получено из решени - задачи при двустороннем нагреве неограниченной пластиной толщиной 2R от источника с посто нной плотностью 5 теплового потока в режиме непрерывного изменени температуры окружающей среды и установленной зависимости между ква зистационарным распределением температуры и стационарным распределением влажности по законам параболы . Необходимым условием при определении теплофизических характеристик влажных материалов вл етс стационарное во времени и в пространстве распределени влажности, которое можно получить в нестационарном тепловом режиме, организу линейное изменение температуры окружающей среды, при котором градиенты температур на поверхност х образца остаютс неизменными в течение опыта и направлены внутрь образца.Such measurements were obtained from the solution of the problem with two-sided heating by an unbounded plate 2R thick from a source with a constant heat flux density 5 in the mode of continuous change of the ambient temperature and the established relationship between the quasi-stationary temperature distribution and the stationary humidity distribution according to the laws of a parabola. A prerequisite for determining the thermophysical characteristics of wet materials is a stationary in time and space humidity distribution, which can be obtained in a transient thermal regime, organizing a linear change in ambient temperature, at which temperature gradients on the sample surfaces remain unchanged during the experiment and are directed inward. sample.

Предлагаемый способ дозвол ет про- - водить измерение температур и тепловых потоков на поверхност х образца, исследовать теплофизические характеристики влажных материалов, а также твердых, жидких и газообразных сред.The proposed method allows to measure temperatures and heat fluxes on the surfaces of the sample, to study the thermal characteristics of wet materials, as well as solid, liquid and gaseous media.

Способ целесообразно использовать дл быстрого и точного исследовани температурных зависимостей теплофизических характеристик влажных материалов .The method is expedient to use for a quick and accurate study of the temperature dependences of the thermophysical characteristics of wet materials.

00

Claims

Invention Formula

The method for determining the thermophysical characteristics of wet capillary-porous materials in a flat layer by two-sided heating of the sample at a constant speed and measuring temperatures and densities of heat flux on its surfaces, based on the values of which the desired thermal characteristics are calculated, in order to increase accuracy by eliminating the effect of moisture exchange, asymmetrical heating of the sample is carried out by placing an additional plate with thermal resistance on one of its sides. m (5 /. l) pl (0.15 - 0.30) (), change the temperature during heating at a rate and (0.24-0.45) q / (cph), and the thermophysical characteristics are calculated from the following formulas:

L h (2 ut / (q, - q,) - RS) cp ((q, + q) / U - Pf) -h a h (2iV (raJ-4K (S-MO / J - Ps) b

at its average integral temperature

t. (t, + t2) / 2 - -ut (q, + q2) / (6 (q, - q J), gdv D - heat conduction coefficient;

c is the mass heat capacity; p is the density;

h

q and q

m -1 ut

a - coefficient of thermal diffusivity; specimen thickness; heat flux density through the sample surface; temperature difference across the sample thickness; sample surface temperatures;

and is the rate of temperature change;

R - ballast thermal resistance;

RK ballast heat capacity.