SU1561024A1 - Method of nondestructive check of heat conduction of materials - Google Patents
Method of nondestructive check of heat conduction of materials Download PDFInfo
- Publication number
- SU1561024A1 SU1561024A1 SU884409036A SU4409036A SU1561024A1 SU 1561024 A1 SU1561024 A1 SU 1561024A1 SU 884409036 A SU884409036 A SU 884409036A SU 4409036 A SU4409036 A SU 4409036A SU 1561024 A1 SU1561024 A1 SU 1561024A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- temperature
- thermal
- layer
- contact
- thermal conductivity
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к области тепловых испытаний, а именно к измерению теплофизических свойств материалов. Цель изобретени - повышение точности при испытани х неоднородных по толщине покрытий на плоском и сферическом металлическом основании. Свободную поверхность покрыти привод т в тепловой контакт со слоем материала с известной теплопроводностью. В плоскости контакта импульсно выдел ют тепловую мощность. Далее регистрируют изменение температуры поверхности контакта. При этом температуру поверхности измен ют по закону, учитывающему толщину покрыти , радиус его кривизны и текущую температуру поверхности контакта. После регул ризации теплового режима вычисл ют искомую величину. Повышение точности достигаетс учетом (при заданных тепловых услови х) неоднородности теплопроводности покрыти по его толщине, а также учетом его кривизны. Вычисл ема величина теплопроводности вл етс эффективной - усредненной по толщине покрыти . 1 ил.The invention relates to the field of thermal testing, namely the measurement of the thermophysical properties of materials. The purpose of the invention is to improve the accuracy when testing coatings of a non-uniform thickness on a flat and spherical metal base. The free surface of the coating is brought into thermal contact with a layer of material with a known thermal conductivity. Thermal power is pulsed in the contact plane. Next, record the change in temperature of the contact surface. In this case, the surface temperature is changed according to the law, taking into account the thickness of the coating, the radius of its curvature and the current temperature of the contact surface. After regularizing the thermal regime, calculate the desired value. An increase in accuracy is achieved by taking into account (under given thermal conditions) the heterogeneity of the thermal conductivity of the coating over its thickness, as well as taking into account its curvature. The calculated value of thermal conductivity is effective — averaged over the thickness of the coating. 1 il.
Description
Изобретение относитс к способам тепловых испытаний, а именно к способам измерений теплофизических свойств материалов.The invention relates to methods for thermal testing, and specifically to methods for measuring the thermophysical properties of materials.
Цель изобретени - повышение точности при испытани х неоднородных по толщине покрытий на плоском и сферическом металлическом основании.The purpose of the invention is to improve the accuracy when testing coatings of a non-uniform thickness on a flat and spherical metal base.
При испытани х используетс пластина из материала с известными свойствами , контактирующа с поверхностью испытуемого покрыти .In tests, a plate of material with known properties is used, which is in contact with the surface of the test coating.
На чертеже представлено взаимное расположение объекта исследовани и пластины, а также измерительных преобразователей .The drawing shows the relative position of the object of study and the plate, as well as the measuring transducers.
На чертеже представлены пластина 1, объект 2 испытани , покрытие на металлическом основании, прижимное кольцо 3, нагреватели 4 и 5 поверхностной пластины, измеритель 6 температуры контактной поверхности пластин , измеритель 7 температуры внешней поверхности пластины, регул тор 8 температуры поверхности пластины, выход которого подключен к нагревателю 5 , а входы - к Измерител м 6 и 7 температурь и импульсный источник 9 питани , подключенный к нагревателю 5.The drawing shows a plate 1, a test object 2, a coating on a metal base, a pressure ring 3, surface plate heaters 4 and 5, a gauge 6 of the temperature of the contact surface of the plates, a gauge 7 of the temperature of the outer surface of the plate, a regulator 8 of the temperature of the plate surface whose output to the heater 5, and the inputs to the Meters 6 and 7, the temperature and the switching power supply 9 connected to the heater 5.
Способ реализуетс следующим образом .The method is implemented as follows.
слcl
&&
ьэuh
ЈьЈ
Пластина 1 устанавливаетс на контролируемый участок поверхности издели . Плотное прилегание пластины к поверхности покрыти обеспечиваетс кольцом 3. По команде оператора источник 9 выдел ет калиброванный импульс энергии на нагревателе 5. Одновременно начинает работать контур регулировани температуры внешней по- верхности пластины, включающий регул тор 8, нагреватель 4 и термометры 6 и 7. Температура контактной поверхности пластины 1 измер етс термометром . 6 через фиксированный интер- вал времени начина с момента включени источника 9.Plate 1 is placed on a controlled surface area of the product. A tight fit of the plate to the surface of the coating is provided by ring 3. At the command of the operator, source 9 emits a calibrated pulse of energy on heater 5. Simultaneously, the temperature control circuit of the outer surface of the plate starts, including regulator 8, heater 4 and thermometers 6 and 7. Temperature the contact surface of the plate 1 is measured by a thermometer. 6 at a fixed time interval starting from the moment the source 9 is turned on.
Температура внешней поверхности пластины регулируетс по законуThe temperature of the outer surface of the plate is regulated by law.
т.СО тв + (и) -TJ.t.CO tv + (and) -TJ.
где Т с - начальна температура;where T c is the initial temperature;
Ј - врем от момента теплового импульса;. г - радиус кривизны контактнойЈ - time from the moment of heat pulse ;. g - the radius of curvature of the contact
поверхности; - толщина покрыти , . k - температура контактной поверхности .surface; - coating thickness,. k is the temperature of the contact surface.
По данным температурных измерений предел етс темп охлаждени пластиыAccording to the temperature measurement data, the cooling rate of the plate is limited.
1«Ш1 "W
rfrf
Т.T.
InIn
m m
IjsLS-± Ј)IjsLS- ± Ј)
dfdf
где д (, - интервал времени, используемый дл вычислени т, . Момент регул ризации теплового режима Ср устанавливаетс как начало посто нного значени темпа охлаждени .where d (, is the time interval used for calculating,. The moment of the thermal regime regulation Cp is set as the beginning of the constant value of the cooling rate.
Теплопроводность покрыти рассчиты-; ваетс по формулеThermal conductivity of the coating; is according to the formula
.где г„.- радиус кривизны контактной. where r „.- radius of curvature of the contact
поверхности;surface;
W - плотность тепловой энергии, выделенной импульсным источником .W is the density of thermal energy released by a pulsed source.
Повышение точности достигаетс за счет того, что при описанных граничных услови х учитываетс интегральное по толщине (эффективное) значение теплопроводности, а также за счет возможности учета кривизны поверхности покрыти .The increase in accuracy is achieved due to the fact that, under the described boundary conditions, the integral (thickness) integral value of thermal conductivity is taken into account, as well as by taking into account the curvature of the surface of the coating.
Способ реализован в устройстве основным элементом которого вл етс пластина из термостойкой резины толщиной 3 мм. Прижим пластины к сферической поверхности осуществл етс с помощью кольца из винипласта диаметром 200 мм. С обоих сторон пластины наклеены нагреватели, выполненные по тонкопленочной технологии. Требуема одномерность температурного пол в контролируемом изделии достигаетс путем выделени на контактной поверхности пластины центральной зоны с диаметром, в п ть раз меньшим диаметра прижимного кольца. Дл измерени температуры центральной и периферийной зон используютс платиновые пленочные термометры сопротивлени типа ИС-567.The method is implemented in a device whose main element is a plate of heat-resistant rubber 3 mm thick. The plate is pressed against a spherical surface by means of a vinyl plastic ring with a diameter of 200 mm. On both sides of the plate are glued heaters, made by thin-film technology. The required one-dimensionality of the temperature field in the controlled product is achieved by separating a central zone on the contact surface of the plate with a diameter five times smaller than the diameter of the pressure ring. For measuring the temperature of the central and peripheral zones, platinum film thermometers of the type IC-567 are used.
00
5five
00
5five
00
5five
Способ апробирован на образцах покрытий на сферических сегментах радиусом rk 1,0-1,6 м. Толщина покрыти кз пенопласта ППУ 305А и пластика СТ варьировалась от 5 до 25 мм. Величина плотности тепловой мощности составл ла 3-2510 Бт/мг. Врем тепловыделени составл ло 2 с. При этом на нагревателе выдел лась удельна джоулева теплота W 6,5-103 кДж/м7. При указанных параметрах перегрев контактной поверхности не превышал 15К, что остаетс верным дл всего класса теплоизол ционных материалов с Л 0,2 Вт/(м«К). Вычисление темпа охлаждени проводилось в течение всего опыта. Значение последующего темпа охлаждени сравнивалось с предыдущим . Опыт заканчивалс при относительном изменении темпа охлаждени за промежуток времени дЈ 10 с менее 1%. Величина темпа охлаждени при исследовании слоев ППУ 305А толщиной 20-10 3м составл ла -3-10 4 с Врем регул ризации температурного пол Ј зависит от толщины исследуемого материала. Дл слоев теплоизол ции толщиной до 25 мм -С оно не Превосходило 30 мин РThe method was tested on samples of coatings on spherical segments with a radius rk of 1.0–1.6 m. The thickness of the coating of a kz foam polyurethane foam 305A and plastic PT varied from 5 to 25 mm. The thermal power density was 3-2510 BT / mg. The heat generation time was 2 s. In this case, the Joule specific heat W 6.5–103 kJ / m7 was released on the heater. With the specified parameters, the overheating of the contact surface did not exceed 15 K, which remains true for the whole class of thermal insulation materials with L 0.2 W / (m "K). The calculation of the cooling rate was carried out during the whole experiment. The value of the subsequent cooling rate was compared with the previous one. The test ended with a relative change in the rate of cooling over a period of с 10 s less than 1%. The magnitude of the cooling rate in the study of PUF 305A layers with a thickness of 20-10 3m was la-3-10 4 s. The time required to regulate the temperature field Ј depends on the thickness of the material under investigation. For heat insulating layers up to 25 mm thick -C, it did not exceed 30 min P
Закон регулировани температуры обеспечиваетс с помощью прецизионного электронного регул тора, реализующего ПИД-закон регулировани . Необходимое .смещение уровн регулировани относительно температуры контактной поверхности пластины задаетс аппарат- но с использованием известных элект - ронных устройств цифроаналоговой обработки сигнала. Сигналы измерительных преобразователей температуры усиливаютс в блоке прецизионных усилителей .The temperature control law is provided by a precision electronic controller that implements the PID control law. The required displacement of the level of regulation relative to the temperature of the contact surface of the plate is set hardware using known electronic devices for digital-analog signal processing. The signals of the temperature measuring transducers are amplified in a block of precision amplifiers.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU884409036A SU1561024A1 (en) | 1988-02-10 | 1988-02-10 | Method of nondestructive check of heat conduction of materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU884409036A SU1561024A1 (en) | 1988-02-10 | 1988-02-10 | Method of nondestructive check of heat conduction of materials |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1561024A1 true SU1561024A1 (en) | 1990-04-30 |
Family
ID=21368246
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU884409036A SU1561024A1 (en) | 1988-02-10 | 1988-02-10 | Method of nondestructive check of heat conduction of materials |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1561024A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2490619C1 (en) * | 2012-01-10 | 2013-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (КГАСУ) | Method of determining efficiency factor of super-thin liquid heat-insulating coatings |
-
1988
- 1988-02-10 SU SU884409036A patent/SU1561024A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР № 800846, кл. G 01 N 25/18, 1979. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2490619C1 (en) * | 2012-01-10 | 2013-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (КГАСУ) | Method of determining efficiency factor of super-thin liquid heat-insulating coatings |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Meissner et al. | Experimental evidence on time-dependent specific heat in vitreous silica | |
| US5112136A (en) | Method of and apparatus for measuring thermal conductivity | |
| HU186066B (en) | Method and apparatus for measuring coefficient of heat transfer | |
| CN109324079B (en) | Material thermal expansion coefficient measuring method based on ultrasound | |
| SU1561024A1 (en) | Method of nondestructive check of heat conduction of materials | |
| US3672205A (en) | Determination of heat transfer through fluids | |
| US3789654A (en) | Method for determining thermo-physical properties of specimens | |
| SU1395939A1 (en) | Method of checking thickness of sheet material | |
| JPS58186030A (en) | Testing apparatus of heating and cooling | |
| RU2755330C1 (en) | Method for measuring thermal conductivity | |
| SU958937A1 (en) | Thermal resistance determination method | |
| RU2149389C1 (en) | Method of nondestructive test of thermophysical characteristics of materials | |
| SU1658053A1 (en) | Method of measuring thermal conductivity and diffusibility of materials | |
| SU1663428A1 (en) | Method of nondestructive testing of film coat thickness | |
| SU1117512A1 (en) | Method of determination of thermal physical characteristics of hard materials | |
| RU2613194C1 (en) | Method of measuring thermal properties of anisotropic materials by linear impulse of heat source | |
| RU2801079C1 (en) | Method for determining a complex of thermal, acoustic and mechanical properties of solid materials | |
| SU1711052A1 (en) | Method of testing heat-insulating material thermophysical characteristics | |
| RU2250453C1 (en) | Method of non-destructive control of thermal-physical characteristics and temperature transitions of thermoplastic materials | |
| RU2184954C2 (en) | Method of non-destructive test of thermophysical characteristics of solid materials | |
| SU1069527A1 (en) | Method of determining thermal physical characteristics of material under pressure | |
| SU771518A1 (en) | Method of determining thermophysical properties of materials | |
| RU2150694C1 (en) | Method of nondestructive test of thermophysical characteristics of materials | |
| Stephenson | A procedure for determining the thermal diffusivity of materials | |
| RU2150695C1 (en) | Process of nondestructive test of thermophysical characteristics of materials |