(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ
ТЕМПЕРАТУРОПРОВОДНОСТИ И ТЕПЛОГО ОВОДНОСТИ ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ Испытани по известному способу в широком интервале темпёратур св заны с большими затратами времени, так как необходимым условием дл проведени опытов вл етс достижение состо ни тепло вого равновеси образца с окружающей средой на каждом температурном уровне, что может быть Достигнуто только с помощью ступенчатого прогрева образца. При проведении широкотемпературных исследований это сводит к нулю основное достоинство известного способа - быстро ту получени искомых коэффициентов. Более эффективным и рациональным в данном случае при определении температурных зависимостей искомых коэффициен тов представл ет комбинированное исполь зование достоинств непрерывного разогре ва образца с быстротой пров;едей1га единичного опыта известного способа. . Это становитс возможным благодар тому, что при линейном иса енении температуры среды, окружающей образец, на чина с определенного момента времени разность температур двух любых точек тела вл етсТ величиной посто нной и в течение короткого промежутка времени проведени опыта может измен тьс толь ко от воздействи теплового источника, вли ние, которого можно учесть, восполь зовавшись принципом суперпозиции тепловых полей. Цель предлагаемого изобретени сокращение времени определени температурных зависимостей искомых коэффициентов . Поставленна цель достигаетс тем, что до момента включени нагревател в среде, окружающей образец, измен ют температуру с посто нной скоростью, измер ют и сравнивают значени температур и их разностей по сечению образца, по мере изменени температуры образца фиксируют наступление средней температуры образца, при достижении средней температуры образца, равной заданной тем пературе опыта,производ т включение нагревател и по полученным данным определ ют искомые коэффициенты. Причем, с целью повышени точности способа, произ вод т контроль скорости изменени температур по сечению образца путем определени этой величины перед включением нагревател в течение двух последовател ных интервалов времени, равных продолж тельности действи нагревател и последу ощих замеров температур. Предлагаемый способ состоит в следующем . Образец материала, снар женный нагревателем и датчиками температуры, помещают в среду, TeMnepaTj iy которой измш ют с посто нной скоростью, периодически перед включением нагревател измер ют и сравнивают значени температуры и разности температур внутри образца , фиксируют наступление средней температуры образца, равной температуре проведени единичного опыта, после чего производ т включение нагревател , фиксируют продолжительность его действи до момейта отключени , и замер ют температуру внутри образца через определенные промежутки времени и по полученным данным наход т искомые коэффициенты . « С целью повышени точности способа производ т контроль скорости изменени температуры по сечению образца в местах заложени датчиков температуры и нагревател путем определени этой величины в течение двух последовательных интервалов времени, равным продолжительности действи нагревател и последующих замеров температуры. Предлагаемый способ по сн етс чертежом , на котором показана динамика,, развити полей температур в контрольных точках образца в момент проведени единичного опыта по предлагаемому способу: t - температура в месте, заложени нагревател ; ip- температура в месте заложени датчика температуры; Ц- температура на поверхности образца .На чертеже изображено также расположение датчиков в образце, где 1 - испытуемый образец; 2 - дифференциальна термопара дл контрол развити температурного пол в контрольной точке образца г ; 3 - дифференциальна термопара дл контрол установлени теплового . режима образца; 4 - термопара дл контрол изменени температуры образца; 5.-линейн Ь1Й источник тепла. Пример реализации предлагаемого способа . . Определ лись коэффициенты температуропроводности и теплопроводности образцов пористой керамики весом - - 0,84 г/см в диапазон 20-30 С. Длина линейного источника тепла L 0,25 м, рассто ние между нагревателем и датчиком 571 0,008 м . размеры температуры гобразца 0,1x0,1x0,1 м. Дл дакногр образца продолжительность действи ййгревател пор дка Ю сек. Коэффициенты теплопроводносгй и температуропроводности определ ютс следующим образом. 1.Образец материала 1, снар женный линейным источником тепла 5 из нихромовой нити, двум дифференциальными термопарами из хромель-алюмеп 2,3, один из спаев которых помещают в точку на пове{эхностк образца R , а другие в месте заложени нагревател Н и в контрольную точку образца г . 2.В среде, окружающей образец, изм н ют температуру с посто нной скоростью . По прошествии определешгого промежутка времени скорость изменени ; тем пературы любой точки тела устанавливаетс посто нной дл любой точки тела. (см. кривые t t t/t 3. Контролируют устанобление посто ной разности температур между точками тела с помощью дифференциальных термопар , дл чего измер ют и сравнивают значени разности температур между поверхностью образца и местами заложени нагревател и датчика темЛературы, наход щегос на рассто нии г от него в течение.двух последовательных интерва лов времени, равных продолжительности проведени опыта по известному способу в случае равенства этих разностей при достижении средней температуры, равной заданной температуре опыта, приступают к проведению эксперимента (см. кривые Ч- )- 4.Определ ют и сравнивают скорость изменени температуры на поверхности образца.. 5.Создают с помощью нагревател нестационарное температурное поле, в процессе развити которого фиксируют продолжительность действи нагревател Т, поддерживают и фиксируют его мощность Q ; после окончани действи нагревател фиксируют экстро лальное в датчике темпеамплитуды -t ратуры, находившегос на расстожши f от нагревател , и врем наступлени эт го значени т . 6. Определ ют искомые коэффициенты из выражений: 6 емпературопроводности еп т п) т -т max имп) теплопроводности (-.),Н) пература, при которой проопредел етс : ), гпох о рассто ние между нагрева-, телем и датчиком температуры; продолжительность действи нагревател ; момент создани теплового импульса в образце; врем наступлени экстремального значени разности температур в образце между его поверхностью и местом заложени датчика темпера- . туры; максимальное изменение разности температур между поверхностью образца и местом заложени датчика темперйтуры , наход щегос на рассто нии г от нагревател ; мощность линейного нагревател на единицу дл1шы; функци интегрального экспоненциала; установивша с скорость изменени температуры любой точки образца к моменту- проведени единичного опыта; значение температуры в месте заложени нагревател в момент создани теплового импульса; значение температуры в месте заложени датчика температуры в момент создани теплового импульса. емый способ обеспечивает ь в несколько раз сократить ходимое дл определени коэфв 1пературопроаодности и ности материалов в широком ет«1ператур, что в целом спо