SU913198A1 - Method of complex determination of electroconductive material thermal physical properties - Google Patents
Method of complex determination of electroconductive material thermal physical properties Download PDFInfo
- Publication number
- SU913198A1 SU913198A1 SU802953227A SU2953227A SU913198A1 SU 913198 A1 SU913198 A1 SU 913198A1 SU 802953227 A SU802953227 A SU 802953227A SU 2953227 A SU2953227 A SU 2953227A SU 913198 A1 SU913198 A1 SU 913198A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- rod
- temperature
- sample
- section
- physical properties
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Description
Изобретение относится к теппофизическим измерениям, в частности к комплексным измерениям коэффициентов тепло· проводности, электропроводности, и может быть использовано в материаловедении при изучении свойств электропровод- 5 .ных материалов.The invention relates to teppofizicheskim measurements, in particular for complex measurements coefficients · heat conductivity, electrical conductivity, and may be used in materials science in studying the properties of electric conductivity 5 .nyh materials.
Известен стационарный способ измерения теплопроводимости металлов, заклк>чаклцийся в том, что образец нагревают пропускаемым через него электрическим 11 током и измеряют распределение температуры вдоль образца при определенной мощности нагреваШ.A stationary method is known for measuring the thermal conductivity of metals, because of the fact that a sample is heated by an electric current passing through it 11 and the temperature distribution along the sample is measured at a certain heating power.
Однако стационарный способ измерения теплопроводности не позволяет одновременно определить коэффициент температуре проводности образца.However, the stationary method of measuring thermal conductivity does not allow to simultaneously determine the coefficient of temperature of the sample conductivity.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ измерения теплофизических свойств электропроводных материалов^ в котором образец в виде тонкого стержня, концы которо ' го имейот одинаковую температуру, поме-"The closest technical solution to the present invention is a method for measuring the thermophysical properties of electrically conductive materials ^ in which the sample is in the form of a thin rod, the ends of which have the same temperature,
22
•ТПаЮт в среду с постоянной температурой и нагревают пропускаемым через него электрическим током. После установле<ния стационарного состояния измеряют температуру в среднем и двух равноудаленных от него крайних сечениях стержня силу тока, идущего через образец, и падение напряжения на его рабочем участке, а затем по известным соотношениям рассчитывают коэффициенты тепло- и электро проводности[2].• TPaUt on a medium with a constant temperature and heated by an electric current passed through it. After the steady state is established, the average temperature and two extreme sections of the rod equidistant from it are determined to be the current flowing through the sample and the voltage drop across its working section, and then the coefficients of heat and electrical conductivity are calculated according to the known relations [2].
Однако данный способ не позволяет обеспечить достаточно высокую точность при расширении числа измеряемых характеристик, например, коэффициента температуропроводности образна.However, this method does not allow for sufficiently high accuracy when expanding the number of measured characteristics, for example, the thermal diffusivity is figurative.
Целью изобретения является повышение точности при увеличении числа измеряемых теплофизических характеристик.The aim of the invention is to improve the accuracy with increasing number of measured thermal characteristics.
Поставленная цель достигается тем, что в способе определения теплофизичео— ких свойств электропроводных материалов, в котором образец в виде гонкого стержня, концы которого имеют одинаковуюThis goal is achieved by the fact that in the method of determining the thermal physical properties of electrically conductive materials, in which a sample is in the form of a racing rod, the ends of which have the same
температуру, помещают в среду с постоянной температурой, разогревают электрическим током и в стационарном состоянии измеряют распределение температуры по длине стержня, падение напряжения на 5 Нем и силу тока, идущего через образец, после включения электрического тока измеряют изменение температуры во времени в среднем сечении стержня до установления стационарного состояния в. <о этом сечении и по полученным данным определяют коэффициент температуропроводности.temperature, placed in a medium with a constant temperature, heated by electric current and in a steady state measure the temperature distribution along the length of the rod, the voltage drop on 5 It and the amperage flowing through the sample, after switching on the electric current, measure the temperature change over time in the middle section of the rod to establish a steady state c. <about this section and the data obtained determine the coefficient of thermal diffusivity.
Температурное поле стержня, нагреваемого электрическим током в среде нуле- |$ вой температуры, равной температуре его концов и постоянной во времени, описывается зависимостьюThe temperature field of a rod heated by an electric current in an environment of zero temperature, equal to the temperature of its ends and constant in time, is described by the dependence
913198 4913198 4
стояния измерить температурыи в сечении )х ' в Момент времени ΐ +standing measure temperature in section) x 'at a time ΐ +
♦ 4? и +2 д'Г , то из выражения (1) может быть получено соотношение♦ 4? and +2 d'G, then from the expression (1) can be obtained ratio
которое с учетом принятых выше обозначений преобразуется к видуwhich, taking into account the above notation is converted to the form
А 4*4A 4 * 4
и?and?
-У-Y
где 4 =4(Χ,'ί)where 4 = 4 (Χ, 'ί)
е5·e 5 ·
+ν+ ν
]*] *
(4)(four)
4-4 * й* “ 'V л1 λ а4-4 * th * "'V l 1 λ a
где <3 - диаметр стержня,where <3 is the diameter of the rod,
К - коэффициент теплопроводности стержня,K - coefficient of thermal conductivity of the rod,
Если условия теплообмена между стержнем и окружающей средой выбран^ таким образом, что комплекс 6^ ~ ; If the conditions of heat exchange between the rod and the environment are chosen ^ in such a way that the complex is 6 ^ ~ ;
2ф играет роль поправки,' го из выражения (3.) · можно получить расчетную формулу для коэффициента температуропроводности о 4**42f plays the role of an amendment, from the expression (3.) · it is possible to obtain the calculation formula for the thermal diffusivity about 4 ** 4
4-4 е1 4-4 e 1
25 й=—— М25 th = —— M
температура стержня в сечении в момент времени)rod temperature in cross section at time)
- текущая координата, отсчитываемая от крайнего сечения рабочего участка стержня;'- current coordinate, measured from the extreme section of the working section of the rod;
— время разогрева стержня электрическим током;*- time of heating the rod with electric current; *
Ь ι*** А л ~ обозначения комплексовB ι *** A l ~ notation of complexes
- г-.г— ι4—''- Mr. -g— ι 4 - ''
Ϊ0Ϊ0
Из выражения (1) для стационарной .стадии нагрева образца может быть выведено расчетное соотношение для коэффициента теплопроводностиFrom the expression (1) for the stationary stage of sample heating, the calculated ratio for the coefficient of thermal conductivity can be derived
где иwhere and
С5>5C5> 5
3 -· сипа проходящего по стержню тока·;3 - · sipa current passing through the rod ·;
έ - коэффициент электропроводности стержня,’έ - coefficient of electrical conductivity of the rod, ’
2 - площадь поперечного сечения стержня,'2 - the cross-sectional area of the rod, '
С - теплоемкость материала стержня?C - heat capacity of the material of the rod?
$ - плотность стержня,$ is the density of the rod
0 - коэффициент температуропроводности стержня/0 - coefficient of thermal diffusivity of the rod /
А - эффективный коэффициент теплопередачи в зазоре между стержнем и нагревателем?A - the effective heat transfer coefficient in the gap between the rod and the heater?
“ периметр стержня,“Perimeter rod,
? - длина рабочего участка? - the length of the work area
стержня.rod.
Если после включения электрического тока на начальной стадии разогрева образца до установления стационарного со40If after switching on the electric current at the initial stage of heating the sample to establish a stationary co40
4545
-•падение напряжения на рабочем участке стержня·;- • voltage drop at the working section of the rod ·;
ДЬ - температурный перепад между средним и крайним сечениями рабочего участка стержня после установления стационарного состояния'DL - temperature difference between the middle and extreme sections of the working section of the rod after the establishment of a stationary state '
- поправка на боковой теплообмен, близкая по величине поправке άς£ ·- amendment to the lateral heat exchange, close in magnitude to the amendment άς £ ·
Коэффициент электропроводности раочитывается по формулеThe conductivity coefficient is read by the formula
лl
(6)(6)
На фиг. 1 показано распределение температуры по длине стержня в начальный момент времени при К =0 (прямая 1) в моменты -времени ΐ-ι (кривая 2), гС^='и^ + ьХ (кривая 3). и Ϊ3 + ΔΪFIG. Figure 1 shows the temperature distribution along the rod at the initial moment of time at K = 0 (straight line 1) at times ΐ-ι (curve 2), d C ^ = 'and ^ + hX (curve 3). and Ϊ3 + ΔΪ
(кривая 4), а также после установления стационарного состояния (кривая 5).(curve 4), as well as after the establishment of a steady state (curve 5).
Из характера представленных на фиг? 1 кривых следует, что повышение точности измерения коэффициента температуропроводности Обеспечивается измерением температуры ,Ιχ и £3 в среднем сечении стержня, где иМеет место наибольл .5 АГ А Ία λ <51From the character shown in FIG? 1 of the curves, it follows that the increase in the accuracy of measurement of the thermal diffusivity is provided by measuring the temperature, Ιχ and £ 3 in the middle section of the rod, where there is the largest .5 АГ А Ία λ <51
5050
5555
шее изменение температуры за периоа времени Δ Τ' по сравнению с любым :/· другим сечением стержня.neck temperature change for a period of time Δ по 'compared with any: / · other section of the rod.
На фиг. 2 схематично изображено устройство, реализующее способ.FIG. 2 schematically shows a device that implements the method.
. Схема устройства состоит из образца 6, выполнэнного в виде стержня с утолщенными концами 7, помещенного во внутреннюю трубу нагревателя 8, тепло*· защитной оболочки 9, термопар 10' и 11, закрепленных в крайних сечениях рабочего участка стержня, и термопары 12, закрепленной в его среднем сечении.. The device scheme consists of sample 6, made in the form of a rod with thickened ends 7, placed in the inner tube of the heater 8, heat * · protective sheath 9, thermocouples 10 'and 11 fixed in the extreme sections of the working section of the rod, and thermocouple 12 fixed in its average cross section.
После вакуумирования установки включением нагревателя 8 достигается и под- 15 «держивается требуемый температурный уровень. Через образец пропускается электрический ток и на начальной стадии его разогрева до установления стационарного состояния измеряют температуры 1After evacuating the installation by turning on the heater 8, the required temperature level is reached and maintained. An electric current is passed through the sample and at the initial stage of its heating to establish a steady state, temperatures 1 are measured.
и 1¾ в среднем сечении стержня вand 1¾ in the middle section of the rod in
10ten
2020
моменты времени = Δΐ1 .times = Δΐ 1 .
После установления стационарного состояния измеряют температурный перепад 25 между средним и крайними сечениями рабочего участка стержня,, а также падение напряжения на его концах и проходящий через него ток. Рассчитывают коэффициенты температуро—, тепло- и электропровод- 30 ности по формулам (4), (5) и (6).After establishing a steady state, the temperature difference 25 between the middle and extreme sections of the working section of the rod, as well as the voltage drop at its ends and the current passing through it are measured. The coefficients of temperature, heat and electrical conductivity are calculated by formulas (4), (5) and (6).
Дополнительное измерение трех значений температуры в среднем сечении стерж ня два равных последовательных промежутка времени на начальной стадии разе}- 35 грева образца электрическим током до установления стационарного состояния дает возможность наиболее точно определить коэффициент температуропроводности И таким образом увеличить число определив-ад мых из одного опыта теплофизических характеристик, не внося никаких измененийAdditional measurement of three temperature values in the middle section of the rod, two equal consecutive periods of time at the initial stage of the sample — 35 heating the sample with an electric current until a steady state is established makes it possible to most accurately determine the coefficient of thermal diffusivity. Thus, the number of thermally determined ones characteristics without making any changes
913198 6913198 6
в устройство, реализующее стационарный способ Кольрауша.in a device that implements the stationary method of Kohlrausz.
При использовании предлагаемого способа отпадает необходимость в создании специальной установки для измерения коэффициента температуропроводности, стоимость изготовления которой Составляет обычно 10 тыс. руб, а срок создания не менее двух лет.When using the proposed method, there is no need to create a special installation for measuring the thermal diffusivity, the production cost of which is usually 10 thousand rubles, and the creation period is at least two years.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU802953227A SU913198A1 (en) | 1980-07-07 | 1980-07-07 | Method of complex determination of electroconductive material thermal physical properties |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU802953227A SU913198A1 (en) | 1980-07-07 | 1980-07-07 | Method of complex determination of electroconductive material thermal physical properties |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU913198A1 true SU913198A1 (en) | 1982-03-15 |
Family
ID=20907064
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU802953227A SU913198A1 (en) | 1980-07-07 | 1980-07-07 | Method of complex determination of electroconductive material thermal physical properties |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU913198A1 (en) |
-
1980
- 1980-07-07 SU SU802953227A patent/SU913198A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
GB2084742A (en) | Controlling and monitoring the heat balance in aluminium reduction cells | |
CA2011659C (en) | Measuring sensor for fluid state determination and method for measurement using such sensor | |
SU913198A1 (en) | Method of complex determination of electroconductive material thermal physical properties | |
SU765712A1 (en) | Device for measuring thermal conductivity coefficient of electroconductive materials | |
SU1048386A1 (en) | Material heat capacity, temperature conductivity and electrical conductivity complex determination method | |
SU1096548A1 (en) | Electroconductive material heat conduction and conductivity determination method | |
SU1004838A1 (en) | Electroconductive material physical technical property complex measuring method | |
SU857827A1 (en) | Method of determination of material thermal conductivity | |
KR100356994B1 (en) | Thermal conductivity detecting method for fluid and gas | |
SU913199A1 (en) | Method of determination of electroconductive material thermal and electrical conductivity | |
SU932291A1 (en) | Method of determination of heater heat losses in connecting wires | |
JPS6413446A (en) | Differential type measurement method for specific heat by alternating current | |
RU2748985C1 (en) | Method for determining the thermal conductivity coefficient at temperatures up to 2800 k of semiconductor, composite materials | |
JP2810860B2 (en) | How to determine the position of the sensor that measures the state of the liquid | |
JP3670167B2 (en) | Equipment for measuring thermal conductivity of fine single wires | |
Thomas et al. | LXVI. The determination of specific heats by an eddy current method.—Part II. Experimental | |
SU777475A1 (en) | Temperature measuring method | |
SU235823A1 (en) | METHOD FOR DETERMINING THERMOPHYSICAL CONSTANT MATERIALS | |
SU381987A1 (en) | METHOD FOR DETERMINING THE PARAMETERS OF THE Squeezing Capacity of Metals and Alloys | |
SU873085A1 (en) | Device for measuring material thermal physical characteristics | |
SU1130785A1 (en) | Phase transition temperature determination device | |
SU1742696A1 (en) | Method for determining chemical composition and metal and alloy structure | |
RU2124734C1 (en) | Method for measuring of peltier-effect rate on electric circuit with dissimilar conductors and device which implements said method | |
SU693210A1 (en) | Method of determining electrolyte concentration | |
SU949447A1 (en) | Method and device for measuring thermal physical characteristics |