SU428407A1

SU428407A1 - Устройство для моделированиятеплофизических свойств нетермостабильных материалов

Info

Publication number: SU428407A1
Application number: SU1869628A
Authority: SU
Original assignee: И. Ф. Жереб тьев, В. И. Козин , А. Т. Лукь нов; Казахский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет С. М. Кирова
Priority date: 1973-01-03
Filing date: 1973-01-03
Publication date: 1974-05-15

Description

1

Изобретение относитс к аналоговой вычислительной технике.

При интенсивном нагреве теплоизол ционных материалов в поверхностных сло х могут возникать большие температурные градиенты. В этом случае точный расчет температурного пол можно сделать только, если учитывать температурную зависимость теплофизических свойств материала. Дл термостабнльных материалов с обратными свойствами коэффициент теплопроводности и коэффициент теплоемкости сравнительно легко определ ютс из анализа частных решений линейного уравнени теплопроводности (методы регул рного режима, стационарные, импульсные и др.).

Однако в качестве теплоизол ции (особенно в последнее врем ) часто примен ют материалы , в состав которых вход т св зуюш,ие органической природы и различные наполнители . В процессе нагрева эти материалы могут разлагатьс с выделением или поглощением тепла, мен ть структуру, участвовать в массообмене и т. д. Причем скорость изменени свойств материала зависит не только от температуры , но и от интенсивности нагрева. Не обратимые изменени свойств, св занные с услови ми работы, в сильной мере усложн ют проблему определени теплофизических характеристик теплозащитных материалов. В св зи с этим весьма актуальной вл етс разработка новых методов, учитывающих специфику работы материала.

Известно устройство дл моделировани теплофизических свойств нетермостабильных материалов, содержащее нуль-индикатор. Однако такое устройство имеет довольно узкий круг решаемых задач.

Цель изобретени - расширение класса решаемых задач. Дл этого устройство содержит решающий элемент, нуль-орган, сплощную электропроводную среду с нанесенным на ней в виде кривых полем нестационарного распределени температуры п группу подвижных контактов, соедин ющих точки одной из кривых распределени температуры с входом решающего элемента аналогового действи , выход которого соединен через нуль-орган с соответствующей точкой последующей кривой распределени температуры и отрабатывающего параметры решающего элемента до установлени равновеси в цепи.

Принцип действи устройства основан на нахождении теплофизических характеристик материала, исход из известного нестационарного температурного пол в образце.

Уравнение теплопроводности с выбранными граничными услови ми имеет вид

ди .,.. -дТ-- -д . (1,0-(0 - ср i/(0.0 и, В вной конечно-разностной форме оно представл етс и п. 1г + 1 п, k п-, k- , k Un+i, k Д;с2 Выбор интервалов М и координаты Дл: св зан с условием устойчивости На чертеже изображена схема устройства. Плоский однородный электропроводный материал / наложен через тонкую изол ционную прокладку на стальную пластину 2. К противоположным гран м материала через параллельные подвижные токосъемные элементы 3 .подводитс напр жение от источника 4. Арифметический элемент предлагаемого устройства состоит, Б простейшем случае (при использовании вной конечно-разностной аппроксимации ), из трех резисторов R, Rz и RQ. Работает устройство следующим образом. Перед началом решени на плоский электропроводный материал нанос т нестационарное температурное поле в виде кривых, отсто ших одна от другой на временном интервале А (на чертеже показаны две кривые изменени температуры дл времени М и (-1-1)А/). С помош;ью подвижных токосъемных элементов и гибких шнуров напр жение с точек п-1, п, п+ кривой М подаетс на ВхХод решающего элемента. Получаемое на его выходе напр жение сравниваетс через нуль-индикатор 5 с напр жением в точке п на кривой fA-f 1)А/. Напр жение разбаланса подаетс на вход отрабатывающего устройства, регулирующего параметры арифметического элемента (в рассматриваемом примере величину резистора RO). Дл решающего элемента при R- - A2 AO r;ft-fI fjk Vn- - 2L/n4 д-f 1 2 + R/R, При равновесии 2 + R/R, Отношение R/Rg при равновесии схемы пропорционально величине коэффициента температуропроводности а в интервале температур U+/ - t/. Передвину(в подвижные токосъемные элементы по кривой kAt, получают р д значений коэффициента температуропроводности дл различных интервалов температур . Затем иередвигают контакты по кривой (k+l)&t и сравнивают напр жение на выходе арифметического элемента с напр жением соответствующей кривой ()А/ и т. д. В результате наход т значени коэффициента дл спектра температур. Устройство вл етс особенно эффективным при исследовании нетермостабильных материалов , когда классические методы оказываютс непригодными. Предмет изобретени Устройство дл моделировани теплофизических свойств нетермостабильных материалов , содержащее сплошную электропроводную среду с нанесенным на ней последовательно функциональным распределением температур, нуль-индикатор и подвижные токосъемные элементы, отличающеес тем, что, с целью расщирени класса решаемых задач, оно содержит рещающий элемент, выполненный в виде параллельно соединенных резисторов, подключенных через соответствующие подвижные токосъемные элементы к сплошной электропроводной среде в точках, соответствующих предыдущему функциональному распределению температур, выход и вход решающего элемента подключены к нуль-индикатору, иодклю-. .ченному через соответствующий подвижный токосъемный элемент к сплошной электропроводной среде в точке, соответствующей последующему функциональному распределению температур.

Вы)1од