SU754976A1 - Method of solid body heat capacity determination - Google Patents
Method of solid body heat capacity determination Download PDFInfo
- Publication number
- SU754976A1 SU754976A1 SU792711941A SU2711941A SU754976A1 SU 754976 A1 SU754976 A1 SU 754976A1 SU 792711941 A SU792711941 A SU 792711941A SU 2711941 A SU2711941 A SU 2711941A SU 754976 A1 SU754976 A1 SU 754976A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- sample
- heat capacity
- oscillations
- heat
- resonant frequency
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Description
Изобретение относится к области технической физики и может быть использовано для определения теплоемкости твердых тел в сложных условиях, например в канале ядерного реактора.The invention relates to the field of technical physics and can be used to determine the heat capacity of solids in difficult conditions, for example in the channel of a nuclear reactor.
Известны нестационарные способы определения теплоемкости, к которым относятся способы начальной стадии процесса теплопроводности и методы регулярного режима [1]. Они заключаются в регистрации процесса выравнивания температуры в исследуемом образце после импульсного нагрева одной из его сторон. При использовании методов регулярного режима определяются параметры теплового процесса в образце в то время, как на его поверхности происходит изменение температуры (или задан поток), меняющийся по линейному гармоническому закону.Known non-stationary methods for determining the heat capacity, which include methods of the initial stage of the process of thermal conductivity and methods of the regular mode [1]. They consist in registering the temperature equalization process in the sample under study after pulsed heating of one of its sides. When using the methods of the regular mode, the parameters of the thermal process in the sample are determined while a change in temperature occurs on its surface (or a flow is set), changing according to a linear harmonic law.
Эти способы обладают рядом существенных недостатков, а именно сложностью обеспечения требуемого режима испытаний, что ограничивает их применимость в сложных условиях. Другим недостатком является необходимость измерения тепловых потоков, действующих на образец.These methods have a number of significant drawbacks, namely the difficulty of providing the required test mode, which limits their applicability in difficult conditions. Another disadvantage is the need to measure the heat fluxes acting on the sample.
Ближайшим техническим решением к предлагаемому изобретению является способ определения теплоемкости твердых тел, заключающийся в том, что к образцу непрерыв2The closest technical solution to the present invention is a method for determining the heat capacity of solids, which consists in the fact that the sample is continuous
но подводят тепло, одновременно возбуждают ультразвуковые колебания последовательно на двух частотах, находящихся вблизи резонансной частоты образца, и оп5 ределяют теплоемкость по скорости изменения температуры [2].but heat is supplied, ultrasonic oscillations are simultaneously excited at two frequencies in the vicinity of the sample resonant frequency, and op5 limits the heat capacity according to the rate of temperature change [2].
Указанный способ малопригоден в случае определения теплоемкости материалов, обладающих большим коэффициентом затухания ультразвуковых колебаний, из-за большой 10 погрешности измерения, возникающей в этомThis method is unsuitable in the case of determining the heat capacity of materials with a large attenuation coefficient of ultrasonic vibrations, due to the large 10 measurement error arising in this
случае.case.
Целью предлагаемого изобретения является повышение точности измерения теплоемкости материалов, обладающих большим 15 коэффициентом затухания ультразвуковыхThe aim of the invention is to improve the accuracy of measuring the heat capacity of materials with a large 15 attenuation coefficient of ultrasonic
колебаний.fluctuations.
Поставленная цель достигается тем, что исследуемый образец соединяют механически с эталонным образцом с известнымиThis goal is achieved by the fact that the sample under study is mechanically connected with the reference sample with known
20 свойствами и малым коэффициентом затухания ультразвуковых колебаний, возбуждают в полученной системе ультразвуковые колебания, последовательно нагревают си25 стему со стороны исследуемого и эталонного образцов тепловым потоком постоянной мощности и определяют скорости изменения резонансной частоты эталонного образца. Далее вычисляют теплоемкость иссле30 дуемого образца по формуле20 properties and a small attenuation coefficient of ultrasonic oscillations, excite ultrasound oscillations in the resulting system, consistently heat the system from the side of the test and reference samples with a heat flux of constant power and determine the rate of change of the resonant frequency of the reference sample. Next, calculate the heat capacity of the investigated sample by the formula
33
754976754976
/'иссл_ Л'ЭтУэт/ 'isl_ l'etuet
Ч о ·H about ·
«иссл"Isl
где С’т; ρ3Τ; /гэт where c 't; ρ 3Τ ; / g FL
теплоемкость при постоянном давлении, плотность и толщина эталонного образца соответственно; то же для исследуемого образца;heat capacity at constant pressure, density and thickness of the reference sample, respectively; the same for the sample under study;
скорость изменения резонансной частоты эталонного образца в случае, когда система нагревается тепловым потоком, падающим на эталонный образец;the rate of change of the resonant frequency of the reference sample in the case when the system is heated by heat flux falling on the reference sample;
скорость изменения резонансной частоты эталонного образца в случае, когда система нагревается тепловым потоком, падающим на исследуемый образец, временной коэффициент.the rate of change of the resonant frequency of the reference sample in the case when the system is heated by heat flow falling on the sample under study, the time coefficient.
10ten
1515
2020
2525
В = 1 +2B = 1 +2
Л|ЯЧ \L | yach \
т) t )
/I2 / I 2
где τ — 5"ссл — постоянная времени исπ следуемого образца;where τ - 5 " ssl is the time constant of the test sample π ;
аиссл — температуропроводность исследуемого образца;and Inst - thermal test sample;
/пр — интервал времени между моментами достижения максимальной ам• плитуды колебаний образца на двух фиксированных частотах, отличающихся друг от друга на величину (Δ/ρ)1;/ pr - time interval between the moments of reaching the maximum amplitude of the sample • oscillations at two fixed frequencies differing from each other by the value (Δ / ρ) 1 ;
(|1ач — интервал времени между моментами, соответствующими включению теплового потока и достижению максимальной амплитуды колебаний образца, соответствующей первой фиксированной частоте.( | 1ah - the time interval between the moments corresponding to the inclusion of the heat flux and the achievement of the maximum amplitude of oscillations of the sample corresponding to the first fixed frequency.
На фиг. 1 показана система для реализации предлагаемого способа (два варианта); на фиг. 2 — измерительная схема.FIG. 1 shows a system for implementing the proposed method (two options); in fig. 2 - measuring circuit.
В системе, состоящей из исследуемого образца 1 и эталонного образца 2, возбуждают ультразвуковые колебания через звукопроводы 3. Исследуемый образец 1 и эталонный образец 2 соединены при помощи пружинящего элемента 4. Систему нагревают последовательно со стороны исследуемого об30In the system consisting of the test sample 1 and the reference sample 2, ultrasonic vibrations are excited through the sound ducts 3. The test sample 1 and the reference sample 2 are connected by means of a spring element 4. The system is heated in series from the side of the test region
3535
4040
4545
5050
5555
6060
(1)(one)
разца (вариант I), а затем со стороны эталонного образца (вариант II) тепловым потоком постоянной мощности д.the sample (option I), and then from the side of the reference sample (option II) with a heat flux of constant power d.
Для проверки способа были выбраны образцы из фторопласта-4. В качестве эталонного образца использовался образец из дюралюминия Д16Т.To test the method were selected samples of fluoroplast-4. A sample of duralumin D16T was used as a reference sample.
Для регистрации сигнала использовалась стандартная аппаратура для ультразвуковых измерений.The standard ultrasound measurement equipment was used to record the signal.
Генераторы высокой частоты 5 и 6, частота электрического сигнала которых регистрируется частотомером 7, через переключатель 8 возбуждают пьезопреобразователь 9. Механические колебания пьезопреобразователя через звукопровод 3 передаются к системе исследуемого 1 и эталонного 2 образцов, механически соединенных с помощью пружинящего элемента 4. Колебания эталонного образца через звукопровод 3 передаются пьезопреобразователю 10, где преобразуются в электрический сигнал. Далее этот сигнал усиливается усилителем 11, фильтруется фильтром 12 и регистрируется на экранеThe high frequency generators 5 and 6, the frequency of the electrical signal of which is recorded by the frequency meter 7, excites the piezotransducer 9 through the switch 8. the acoustic circuit 3 is transmitted to the piezoelectric transducer 10, where it is converted into an electrical signal. Further, this signal is amplified by amplifier 11, filtered by filter 12 and recorded on the screen.
(2)(2)
осциллографа 13. С помощью детектора 14 выделяется низкочастотная составляющая, характеризующая скорость изменения амплитуды сигнала при нагреве, которая регистрируется самописцем 15. Нагрев системы осуществляется лампой накаливания 11, включаемой в сеть с помощью переключателя 17.Oscilloscope 13. With the help of the detector 14, a low-frequency component is distinguished, which characterizes the rate of change of the signal amplitude during heating, which is recorded by a recorder 15. The system is heated by an incandescent lamp 11 connected to the network using a switch 17.
Результаты измерений теплоемкости, рассчитанной по формуле (1) на трех образцах из фторопласта-4, имеющих форму диска различной толщины, удовлетворительно согласуются с данными, взятыми из литературы, что подтверждает работоспособность способа.The results of measurements of heat capacity calculated by the formula (1) on three samples of fluoroplast-4, having a disk shape of different thickness, are in satisfactory agreement with the data taken from the literature, which confirms the efficiency of the method.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить точность измерения теплоемкости материалов, обладающих большим коэффициентом затухания ультразвуковых колебаний. Одним из основных преимуществ способа по сравнению с ранее известными является отсутствие необходимости измерения теплового потока, что значительно упрощает и ускоряет измерения. Способ позволяет также проводить измерения на малых образцах простой формы за короткое время. Это позволяет применять его в сложных условиях эксперимента (например, в канале ядерного реактора). Измерения с помощью данного способа не предъявляют особых требований к измерительному устройству, в частности к его теп754976Thus, the proposed method allows to increase the accuracy of measuring the heat capacity of materials with a large attenuation coefficient of ultrasonic vibrations. One of the main advantages of the method compared to the previously known ones is the absence of the need to measure the heat flux, which greatly simplifies and speeds up the measurements. The method also allows for measurements on small samples of simple form in a short time. This allows it to be used in difficult experimental conditions (for example, in a nuclear reactor channel). Measurements using this method do not impose special requirements on the measuring device, in particular to its tep754976
лоизоляции, что также является перспективным с точки зрения использования его в сложных условиях.isolation, which is also promising in terms of its use in difficult conditions.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU792711941A SU754976A1 (en) | 1979-01-10 | 1979-01-10 | Method of solid body heat capacity determination |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU792711941A SU754976A1 (en) | 1979-01-10 | 1979-01-10 | Method of solid body heat capacity determination |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU754976A1 true SU754976A1 (en) | 1981-09-07 |
Family
ID=20804841
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU792711941A SU754976A1 (en) | 1979-01-10 | 1979-01-10 | Method of solid body heat capacity determination |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU754976A1 (en) |
-
1979
- 1979-01-10 SU SU792711941A patent/SU754976A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1133626A (en) | Ultrasonic apparatus and method for measuring the density of liquid | |
Kline | A recording apparatus for measuring the dynamic mechanical properties of polymers | |
Finch et al. | Cavitation in liquid helium | |
SU754976A1 (en) | Method of solid body heat capacity determination | |
GB574819A (en) | Apparatus for testing the density of fluids | |
Melling | An impedance tube for precision measurement of acoustic impedance and insertion loss at high sound pressure levels | |
Exner et al. | Experimental determination of the damping of pulsating air bubbles in water | |
US3237445A (en) | Ultrasonic inspection device | |
Ficken Jr et al. | Simple Form of the “Sing‐Around” Method for the Determination of Sound Velocities | |
NEZU et al. | A new damage detecting method by mechanical impedance measurements | |
SU901895A1 (en) | Device for two-phase flow diagnostics | |
SU1196752A1 (en) | Method of determining crystal radiation defects | |
SU819589A1 (en) | Method of measuring ultrasound speed | |
SU782494A1 (en) | Method for measuring temperature conductivity of materials | |
US3532973A (en) | Microwave flaw detector | |
Fitch | New methods for measuring ultrasonic attenuation | |
SU879452A1 (en) | Method of object non-destructive testing | |
SU622004A1 (en) | Device for measuring the coefficient of sound absorption in liquid medium | |
SU811079A1 (en) | Method and apparatus for determining ultrasound propagation speed | |
SU537294A1 (en) | Ultrasonic method for quality control of ice and ice coatings | |
SU673909A1 (en) | Method of measuring plastically-deformed material volume variation rate | |
SU834482A1 (en) | Method of material thermal physical chracteristic determination | |
RU2210764C1 (en) | Procedure determining density of liquids and device for its implementation | |
SU1089508A1 (en) | Method of measuring electret charge volume density | |
SU1628093A1 (en) | Method and apparatus for measuring time liquid boiling on the surface of a heated body |