Способ исследования стационарного температурного поля объекта в вакууме

вестеОЛИСАНИЗОБРЕТЕНИЯ 259496 Союэ Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 14,Ч 1.1967 (М 113274/18-10) л, 42 пт 4, 7/ присоединением заявки-риоритетпубликовано 12.Х 11,1969 ата опубликования опи Комитет по деламобретений и открытийри Совете МинистровСССР К 536,5.072 088 юллетень2 за 1970 ия 20.Ч.1970вторыобретения Витохин и Е. М. Воль витель СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ СТАЦ МПЕРАТУРНОГО ПОЛЯ ОБЪЕКТ НАРНОГО В ВАКУУМ= сопз,гмод 1Изобретение относится к методам исследования тепловых процессов в условиях глубокого вакуума и может быть реализовано на предприятиях, занимающихся, разработкой и исследованием изделий и аппаратуры, предназначенных для эксплуатации в этих условиях.Известны способы исследования стационарных температурных полей в объеме и на поверхности малогаоаритных изделий (например, резисторов, конденсаторов и др.) терморезисторами и термопарами, укрепленными на исследуемом изделии, что связано с трудностями и погрешностями, вносимыми датчиками температуры, Одним из,возможных путей решения проблемы исследования температурных полей может являться их моделирование. Для моделирования, помимо создания модели, геометрически подобной объекту с размерами, отличными от его размеров (что позволяет, например, для малогабаритных образцов свести к минимуму искажения, создаваемые термодатчиками), необходимо сохранение, пропорциональности между коэффициентами теплопроводности и теплоотдачи через изучение объекта (Хтоо, ао ) и модели Ртмодв атмод ) в сходственных точках: и подобие граничных условий на поверхносгиобъекта и модели:аб;=а, (0, - 0,), где ), - коэффициентснатеплопроводносги т-ой области,а, - коэффициент теплоотдачи через излучение т-той области,0, - температура,поверхности г-той об 10ласти,0, - температура окружающей среды.Для сохранения критерия Био при построении модели необходимо подобрать либо Хд,либо ат,д в соответствии с выбранным коэф 6 чодфициентом геометрического подобия С= ,тобгде 1, - характерный линейньш размер т-тойобласти. Это значит, что либо модель должнабыть выполнена из других материалов с коэф 20 фициентами теплопроводности: л;мод: С тбо,либо иметь поверхность со степенью черноты,1при которой атиод --- /тооС 25 Изготовление модели, удовлетворяющеи любому из указанных свойств, практически невозмож.но.Предлагаемый способ с целью расширениядиапазона исследований отличается от из вестных тем, что геометрически подобнуюЗаказ 898/12 Тираж 500 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Я(-35, Раунская наб., д. 45 Сапунова, 2 Типография, пр. объекту модель из того же материала помещают в вакуумную камеру, экранируют ее от стенок камеры тепловоспринимающим экраном, изменяют теплоотдачу модели изучением обратно пропорционально изменению линейных размеров объекта, созданием необходимого перепада температур между моделью и тепловоспринимающим экраном.Для получения одинаковых температур в сходственных точках объекта в модели рассеиваемая моделью мощность должна быть равна где Р и Роб - соответственно мощности, рассеиваемые моделью и объектом, а температура экрана, форма которого может быть выбрана произвольной и степень черноты близка к единице, определяется соотношением; где е,р - среднеповерхностная температура модели в К,Методом последовательных приближений, пользуясь формулой (1), можно установить температуру экрана О, . Получение одинаковой температуры в сходственных точках объекта и модели обеспечивается изменением рассеиваемой моделью мощности в С,раз по сравнению с объектом, т. е,Рмод - Сроб что оставляет неизменным комплекс(2)Из тех же материалов, что и объект, изготавливается модель, имеющая в С раз большие соответствующие размеры.Модель помещается в вакуумную камеру и экранируется от ее стенок тепловоспринимающей поверхностью, В качестве тепловоспринимающей поверхности используется теп 5 10 15 20 25 ловой экран любой конструкции с регулируемой температурой и степенью черноты поверхности, обращенной к модели, близкой к 1,От внешнего источника на модель подается нагрузка (т, е. включаются источники тепла), при которой мощность, рассеиваемая моделью, в С раз больше мощности, рассеиваемой объектом.Устанавливается температура тепловоспринимающей поверхности (экрана) согласно соотношению (1). При этом температуры в сходственных точках модели и объекта становятся,р авным и.Таким образом, лишь при установлении температуры тепловоспрнимающей поверхности О, теплоотдача излучением с единицы поверхности модели, определяемая как а(О мод 0 э ), при Р,= СР,б,в С раз меньше теплоотдачи с единицы поверхности объекта - а(Ооб - 0 о )Следовательно, за счет установления необходимой температуры тепловоспринимающей поверхности теплоотдача с единицы поверхности изменяется обратно пропорциональна изменению линейных размеров. Равенство перепада температур на модели и объекте непосредственно следует из одинаковости граничных условий на поверхности. Способ исследования стационарного темпе. ратурного поля объекта в вакууме путем мо. делирования объекта и измерения его температур, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона исследований, геометрически подобную объекту модель помещают в вакуумную камеру, экранируют ее от стенок камеры тепловоспринимающим экраном, изменяют теплоотдачу модели излучением обратно пропорционально изменению линейных размеров объекта, созданием необходимого перепада температур между моделью и тегловосприним ающим экраном.