SU991273A1

SU991273A1 - Substance thermophysical parameter determination method

Info

Publication number: SU991273A1
Application number: SU813331600A
Authority: SU
Inventors: Виктор Васильевич Калинин; Аркадий Васильевич Калинин; Валерий Ефимович Фадеев; Борис Львович Пивоваров
Priority date: 1981-08-14
Filing date: 1981-08-14
Publication date: 1983-01-23

Description

1one

Изобретение относитс к исследованию, теплофизических параметров вещества, в частности к геофизическим исследовани м на акватори х с целью определе1ш физических характеристак донных осадков. При этом определ емыми п аметрами вл етс коэффидиент теплопроводности X и к оэффициент температуропроводностиЭй .The invention relates to the study of the thermophysical parameters of matter, in particular to geophysical studies in the waters with the aim of determining the physical characteristics of the bottom sediments. In this case, the measured parameters are the thermal conductivity coefficient X and to the thermal diffusivity coefficient Hey.

Известен способ определени теплофизических параметров вещества, заключающийс в измерении процесса изменени температуры, создаваемой в результате теплового взаимодействи изучаемой среды и внедр емого в нее цилиндрического зовда Cl .The known method for determining the thermophysical parameters of a substance consists in measuring the process of temperature change created as a result of the thermal interaction of the studied medium and the cylindrical callus Cl introduced into it.

Однако при изучении удаленные объектов , например при глубоководных измерени х , pasEocTfc.температуры зонда к среды вл етс величиной HeperyJMpyeMoftj nocico&bKy прн указанных измерентайх начальна е мпература зовда равна температура придонного сло воды. СледствиемHowever, when studying remote objects, for example, in deep-sea measurements, the temperature of the probe to the medium is the HeperyJMpyeMoftj nocico & bKy value of these measured maximum initial temperature of the shower is equal to the temperature of the bottom layer of water. Consequence

ЭТОГО вл етс меша начальна разность температуры зонда и среды и соответст ве1шо низка точность опреде еш теплофизнческих параметров.This is the mesh of the initial temperature difference between the probe and the medium and, accordingly, the accuracy of certain thermal parameters is low.

Наиболее близким к изобретению вл етс способ определени теплофизических параметров вещества, заключающийс в измерении изменезЕи температурь создаваемой o6bigMHb M нагревательным 9ле(мен том,, расположенным в ПЕЛШщрическом зовде, помещенном в исследуеаиую ере- .The closest to the invention is a method for determining the thermophysical parameters of a substance, which consists in measuring the change in the temperature created by the o6bigMHb M heating 9le (variable, located in the PEL spherical area).

НедостатксФл указанного способа smл етс мала точность проводимых иаме-. рений, св занна с сильным Ыш нием неконтролируемой величины контактнс то теплового сопротивлени между зондом и исследуемой средой, а также с необосодимостью осуществл ть нагрев столь длительное времз, нтЬбы крива те(мпвратура-врем вьшша на асимптоту.The disadvantage of the Fl of this method is the low accuracy of the conducted. rhenium, associated with a strong increase in the uncontrolled magnitude of the contact thermal resistance between the probe and the test medium, as well as the inadequacy to heat such a long time, the curve of the curve (microsurface – time was asymptote.

Необходимость использовани именно асимптотических участхов крввой темперавом , что только по этим участкам возможло раздельное онредепение параметров X и i, незначительные ошибки в определе пш наклона асимптоты привод т к большим ошибкам в определении теплофиз1гаес1ШХ параметров среды, которые вычт-гсл ютс графически по экспериментально наб1подеш-1ым температурным кривым ,The need to use precisely the asymptotic sections of the temperature curve, that only in these areas the separate determination of the parameters X and i was possible, minor errors in the determination of the asymptote inclination result in large errors in the determination of the thermal parameters of the medium parameters, which are subtracted graphically by experimentally sub-1 temperature curves

Целью изобрете1-ш вл етс повыше1ше To iocT5 и уменьшение ispeMeira изме ,рений.The purpose of the invention is to increase To iocT5 and reduce the ispeMeira, rhenium.

Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу определени теплофизических . параметров вещества, аакточающемус в измерении изменени температуры , создаваемой объемным нагревательным элементом,- расположешшш в шшшщрическом зонде, помещенном в исследуемую среду, измер ют зменение темпераауры в точках среды на некотором расст.о юти V от зовда, на расположен наа- реватель (так1ш образом, измеритель температуры не совмещен с нагревателем в отличие от существзющих методов), при этом рассто ете от точки измерени температуры до оси зохща вь бирают не мипэше, чем полтора радиуса зовда и не более одной дес той его длшш а теплофизнческие параметры вещес-лза определ ют нутем сравнешш получетюй температурной кривой с теоретической, расчиташюй дл среды с заданными значени5№-га аешюфиз пюсюгх параметров. Первое требовшпю вытекает из необходимостисоблюдени таких условий экснергшента, при которых имеет место подобие тепловых процессов. Теоретически такое подобие, требуемое дл раздель лого определени Х- и ЭС., нмеет место при Г 7/ 1,5 Го , где Го .- Радогус нагреваемого зонда. Второе условие выте1шет из необходимости coбJпocти приближеш1е реального зо1зда к зонду -георетичесю бесконеч11ой д;ганы, дл которого оказываетс возможным раздельное определение - и Х. Это нриб илсезше дл зовда огрантгчешюй длины с необходимой дл практики тощюстью шеет место, если рассто ние от точки иамерешш до центра зонда не нревьшшет 0,1 ехч) длины, При STOjMt точка кзмере1ш температуры в среде доллаш располагатьс на перпендикул ре , проведешюм к оси зонда через . точку L , где Ь - дгоша зонда. Теплофизичес1а1е параметры вещества вычисл ют путем сравнени нолучезшой тезушера- турной кривой с теоретической кривой.The goal is achieved by the fact that according to the method of determining the thermophysical. the parameters of the substance, which is active in measuring the temperature change created by the volumetric heating element, located in a probe placed in the test medium, measure the temperature change in the points of the medium at some distance V from the alarm, the detector (also , the temperature meter is not combined with the heater, in contrast to the existing methods), at the same time, it’s not from the mipheshe’s radius from the radius of the call and not more than one-tenth of it to The thermal parameters of the substance are determined by comparing the resulting temperature curve with the theoretical one calculated for the medium with the given values of 5 ° –ha ayushufiz of the parameter parameters. The first requirement arises from the necessity of observing such conditions of energy extraction, under which there is a similarity of thermal processes. Theoretically, this similarity, which is required to separate the definition of X- and ES., Takes place at T 7 / 1.5 Go, where Go. Is the radogus of the heated probe. The second condition arises from the necessity to comprehend a real approach to the probe — a theoretical infinite d; ghana, for which it turns out to be possible to separate the definition — and X. The center of the probe doesn’t seem to be 0.1 ehch) of length. With STOjMt, the temperature point of the temperature in the environment of a dollar is located perpendicular to the axis of the probe through. point L, where b is the probe dgosh. The thermophysical parameters of a substance are calculated by comparing the best tessusteering curve with a theoretical curve.

значени ми теплофизических параметров.thermophysical parameters.

Сущность предлагаемого способа заключаетс в следующем.The essence of the proposed method is as follows.

Помещают цилиндрический зонд с коэф(|)ициентом теплопроводности Д. и коэ(. фициентом температуропроводности ОС в исследуемую среду с соответствующими параметрами Л/2.И Xj.. Радиус зонда Гд . В некоторый момент времени t 0 в .. нем начинает действовать объемный источник тепла с удельной мошносаъю Q. На рассто нии Y УО от центра нагре вательногр зонда измер етс температура среды. Температура среды в этом случае дл , зонда бесконечной длины определ етс соотношением; ., ) Т--г/Го; -Ь-.о.-ь/у- ; г-А,./Л/ X У- ( -t -врем ; зависимость TQ { X ,Х, } by) вьфажаетс аналитически в виде интегральной формулы. , При распростракении теплового потока посто йной мощ-юсти от линешюго источшиса имеет место условие подоби темперааурного nojm в различных точках среды в моменты времею i, и -t такие, чтоMlb . где Г , г - рассто ние от источника . тепла; Л fll соотве1х;твующие моменты времени, когда, достигаетс одна и та же температура в точках Y , а . Дл источшпса конечного радиуса, услрви подоби выполн ютс приближенно . Проверка проводилась численными расчетами при различных значени х: пара метров Л , Э Г ,/t и показала, что yjKe при Р 7/ 1,5,. услови подоби выполн ютс с погрешностью не более 3-5%. При сред 1 и 2 с параметрами Xt и всей области изменений Д. к- тлеет место соотнощехше Т it-t)VT/-i-jwl о Uci)p,A )- oLj CDra: j , когда I 11 . tliV i i-()(),Place a cylindrical probe with a coefficient (|) and a heat conduction agent D. and coe (. Thermal diffusivity OS in the test medium with the corresponding parameters L / 2. And Xj .. Probe radius Gd. At some time t 0 in it volumetric begins to act heat source with specific motive power Q. The medium temperature is measured at a distance Y of the CCR from the center of the heating probe and the temperature of the medium in this case, for a probe of infinite length, is determined by the ratio; ..., T - g / Go; -L-oo-b / y-; G-A,. / L / X Y - (-t-time; the dependence TQ {X, X,} by) is analytically expressed as an integral formula. , When the heat flux of constant power from a linear source is distributed, a condition similar to that of temperature nojm takes place at various points of the medium at times i, and -t such that Mlb. where r, r is the distance from the source. heat; L fll respectively; there are instant times when the same temperature is reached at points Y, a. For a source of finite radius, the conditions of the similarity are approximate. The check was carried out by numerical calculations at various values: the parameters L, EG, / t, and showed that yjKe at P 7 / 1.5 ,. similar conditions are met with an error of no more than 3-5%. With environments 1 and 2 with the parameters Xt and the entire range of D. changes, the place is relative to T it-t) VT / -i-jwl о Uci) p, A) - oLj CDra: j, when I 11. tliV i i - () (),

Claims

Claim

A method for determining the thermophysical parameters of a substance, which consists in measuring the temperature change created by a volumetric heating element, located in a cylindrical ₍ probe placed in the test medium, characterized in that, for the purpose of increasing accuracy and decreasing the measurement time, determine a change in temperature at points of the medium outside the probe, moreover, the distance from the point, measuring the temperature to the probe axis is chosen not less than one and a half radius of the probe and not more than one tenth. lines, and the thermophysical parameters of a substance are determined by comparing the obtained temperature curve with the theoretical curve calculated for a medium with given values of thermophysical parameters.