SU1557498A1

SU1557498A1 - Способ измерени теплопроводности и температуропроводности твердых материалов

Info

Publication number: SU1557498A1
Application number: SU874349472A
Authority: SU
Inventors: Владимир Васильевич Просветов; Борис Егорович Тихонов; Валентин Николаевич Шмаков
Original assignee: Предприятие П/Я А-7840
Priority date: 1987-10-19
Filing date: 1987-10-19
Publication date: 1990-04-15

Abstract

Изобретение относитс к тепловым испытани м, а именно к измерени м теплофизических свойств материалов. Цель изобретени - повышение точности. Используют образец в виде пластины. Воздействуют на поверхность образца тепловым потоком посто нной интенсивности. В момент прекращени воздействи измер ют температуру поверхности образца, не подвергавшейс воздействию. Измер ют также максимальное после воздействи , значение температуры той же поверхности. По полученным данным при известных толщине образца и плотности теплового потока рассчитывают теплопроводность, теплоемкость и температуропроводности. По сравнению со способом-прототипом достигаетс повышение точности за счет расчета искомых характеристик по новым формулам с использованием более точно известных экспериментальных величин.

Description

Изобретение относитс к тепловым испытани м, а именно к измерени м теплофизических свойств материалов.

Цель изобретени - повышение точности .

Способ измерени теплопроводности и температуропроводности реализуетс на образце в виде пластин, К одной из поверхности термостатированного образца подвод т тепловой поток посто нной плотности известной величины в течение заданного времени, на противоположной стороне образца регистрируют температуру в момент прекращени подвода теплового потока и максимальное значение температуры образца после окончани нагрева. Оптимальна длительность подвода тепла соот- ,ветствует моменту установлени в образце регул рного теплового режима второго рода (что соответствует значению критери фрезы пор дка 0,5).

Расчет теплофизических характеристик ведетс по формулам

Д qR/6(TMBlKC- Т0); а TMO(KtR2 /6 х

х (Т

макс

Ч о/Р Т« кс

С

СП О1

ч

где /I - теплопроводность, Вт/м

a - температуропроводность, С - теплоемкость, Дж Кгг К 1;

- плотность, кг-м-3;

плотность теплового потока, Вт,

R Т0

10

15

20

толщина образца, М; длительность подвода теплового потока, с; температура образца в момент в;

максимальна температура образца , К.

Пример. Четыре пластинки 70x70 7 мм3 из исследуемого материала устанавливают одна на другую, между 1-й и 2-й, а также между 3-й и 4-й размещают ленточный нагреватель. Последовательна нумераци пластин, датчик температуры, например, хромель- алюмелевую термопару, устанавливают в предварительно изготовленном пазе на верхнем торце второй пластины. Далее нижний торец первой и верхний торец четвертой пластин обкладывают теплоизол цией, всю сборку зажимают струбциной и устанавливают в печь. ка сборка пластин модулирует теплопередачу в бесконечной пластине, с одного торца которой действует посто нный тепловой поток, а другой торец идеально теплоизолирован. В этой сборке измер емым образцом вл етс втора пластина. Установка также содержит устройство регулировани температуры образца, устройство ступенчатого подвода потока к образцу и устройство, регистрирующее температуру образца.

После предварительного термоста- тировани образца в печи при определенной температуре включают ленточный нагреватель

Момент отключени нагреваетс мож но определ ть, либо использу предварительные оценки свойств исследуемого материала дл вынесени критери Фурье , либо в процессе проведени опыта , отключа нагреватель после дости жени посто нной скорости, возрастани температуры образца. Можно отключить нагреватель и при F0 0,5. Расчеты показывают, что отключение нагре ,40

„-45

на 2%. Мощность нагревател подбирают такой, чтобы разогрев образца мо но было фиксировать с достаточной точ ностью имеющейс в наличии аппаратурой . Например, если в качестве регист рирующего прибора использовать цифро- |зой вольтметр Щ-302, достаточно разогревать образец на доли градуса (при этом необходимо, конечно, измер ть не абсолютную величину температуры образца, а ее превышение над начальной , разместив еще одну термопару, на пример, на стробцине и подсоединив обе термопары к прибору дифференциально . Момент достижени образцом максимальной температуры можно зафиксировать с помощью самопищущего прибора типа КСП-4 либо с помощью аналогового цифрового преобразовател и вычислительного устройства.

Использование предлагаемого способа обеспечивает повышение точности за счет использовани в расчете искомых характеристик более точно измер емых экспериментальных величин. В частности, исключаетс из числа таких величин измер ема со значительной погрешностью скорость изменени температуры образца.

Способ может быть использован дл испытани разнообразных материалов в широком интервале температуры.

Claims

Формула изобретени

Способ измерени теплопроводности и температуропроводности твердых материалов , состо щий в том, что на поверхность образца в виде пластины воздействуют тепловым потоком посто нной плотности в течение заданного времени, измер ют температуру поверхности , противоположной нагреваемой в заданный момент времени, а также максимальную температуру образца после воздействи , на основании чего рассчитывают искомые величины, о т- личающийс тем, что, с целью повышени точности, заданный мовател , например, при F0 0,4 увели-50 мент времени выбирают равным моменту чивает погрешность определени свойств окончани теплового воздействи .

0

5

0

г

0

45

на 2%. Мощность нагревател подбирают такой, чтобы разогрев образца можно было фиксировать с достаточной точностью имеющейс в наличии аппаратурой . Например, если в качестве регистрирующего прибора использовать цифро- |зой вольтметр Щ-302, достаточно разогревать образец на доли градуса (при этом необходимо, конечно, измер ть не абсолютную величину температуры образца, а ее превышение над начальной , разместив еще одну термопару, например , на стробцине и подсоединив обе термопары к прибору дифференциально . Момент достижени образцом максимальной температуры можно зафиксировать с помощью самопищущего прибора типа КСП-4 либо с помощью аналогового цифрового преобразовател и вычислительного устройства.

Использование предлагаемого способа обеспечивает повышение точности за счет использовани в расчете искомых характеристик более точно измер емых экспериментальных величин. В частности, исключаетс из числа таких величин измер ема со значительной погрешностью скорость изменени температуры образца.

Способ может быть использован дл испытани разнообразных материалов в широком интервале температуры.

Формула изобретени

Способ измерени теплопроводности и температуропроводности твердых материалов , состо щий в том, что на поверхность образца в виде пластины воздействуют тепловым потоком посто нной плотности в течение заданного времени, измер ют температуру поверхности , противоположной нагреваемой в заданный момент времени, а также максимальную температуру образца после воздействи , на основании чего рассчитывают искомые величины, о т- личающийс тем, что, с целью повышени точности, заданный мо