Способ определения температуропроводности теплозащитных материалов при высоких температурах

О П И С А Н И Е (,т, 544893ИЗОБРЕТЕН И Я Союз Советских Социалистических Республик(51) Ч. Кл.з С 01 М 25,(0 нием заявки чу с присоед) Приорите Государственный комите Совета Иинистров СССР по делам изобретений 53) УДК 536.2(088.8) Оц бл 30.01,77. Вто,(тетхнь Ле 4 ят; рытии пмб(тикояппи оццсяцця 14.03. ( 72) Авторыизобретени71) Заявитель В. Л. фрол сичный, В.Ордена институт. Дверняков, К. Б. Ис рудового Красного 3 проблем материалов АН Украинской ССР е мени ения ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРОПРОВОДНОСТИТЕПЛОЗАЩИТНЫХ МАТЕРИАЛОВПРИ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ(54) СПОС цию тепри высояофизиче- тациоцаробразца я о теплоВ ь с О к т т. переходе 25 е т=1 дсс Изобретение относится к исследовлофизических свойств материалових температурах,Известен способ определения тепских свойств материалов при квазисюм режиме нагрева исследуемого-1 о он не дает полного представлецифизических свойствах материала пртемпературах, т. е. при фазовом1 - 31. Известен способ определения температуропроводности теплозащитных материалов, основанный на закономерностях переноса тепла в квазистационарном режиме разрушения образца, с использованием одной или нескольких термопар, заделанных внутрь исследуемого образца 41.В ходе испытания получают временную зависимость температуры для одной из точек внутри материала. Обрабатывая полученную зависимость в полулогарифмических координатах (логарифм температуры - время), на зходят значение (гг= в , откуда коэффициент Утемпературопроводности материала а=лг а - угол наклона экспериментальной прямой в полулогарцфмическцх координатах;1(о - стационарная скорость уноса массы :1 атер цала, зт(сек.Способ довольно трудоемкпц. Необходттмо нарушать целостность исследуемого образца Введением термопары. Термопяря вносит сутцественное ттскяженце в тетпергтт 1 тное поле (в некоторых случаях искажение составляет ло 50 огго от величины изменения температуры) исследуемого материала, необходт.ты приборы для регцстрацш изменения температуры со временем.Пель изобретения - упрощение процесса определения.Зто достигается тем, что по предлагаемому способу образец после нагрева разрезают, измеряют глубину залеганття заданной цзотермьт по фазовому преврященшо предварительно введенных (либо имеющихся в исследуемом материале) равцомерно распределенных мцкродобавок вещества с фиксированной температурой фазового превращения, вычисляют величину коэффициента температуропроводности прц известной стационарной скорости уноса массы материала, температуре поверхности и начальной температуре образца.Предлагаемый способ основывается ня заттоноте 1 хпостях перенося тепла в .ВазцстяцпоЗаказ 22/5 Полни"ное Изд.134 Тираж 899 Типография, пр. Сапунова, 2 нарной стадии нагрева материала, При этихусловиях для полубесконечного тела известна следующая формула для распределениятемпературы внутри образцаТ(х) - Т= (Тп - Т) ехр -у, (2)агде Т - текущая температура, К;Ти - начальная температура образца,оК,Т, - температура поверхности образца,оу,а - коэффициент температуропроводности, м/сек;ф - расстояние поверхности образцадо фиксированной изотермы, м.Фиксируя температуру и делая несложныепреобразования формулы 1; имеютт - тр(4)Получают формулу для определения коэффициента температуропроводности:(5)тф - тит - тДля определения температуропроводноститеплозащитных материалов создают условияквазистационарного режима разрушения образца, имитирующего полубесконечное тело(постоянство теплового потока на поверхности образца), измеряют температуру поверхности и стационарную скорость уноса массы.После проведения испытания образец разрезают и определяют расстояние от поверхностидо фиксированной изотермы, а также величину температуры этой изотермы по фазовомупревращению введенных ранее микродобавокв исследуемый материал. Подставляют полученные величины в формулу (5) и определяют коэффициент температуропроводности исследуемого материала.Микродобавки веществ, претерпевающие фазовые превращения при определенной температуре, вводят в таком количестве, чтобы онине влияли на свойства исследуемого материала. В некоторых случаях можно определитьположение изотермы и величину температурыэтой изотермы по изменению свойств веществ,входящих в состав исследуемого материала(например, по температуре начала деструкциисвязующего). В этом случае необходимостьвведения дополнительного вещества отпадает,Предлагаемый способ определения температуропроводности теплозащитных материалов очень прост. Для его осуществления нет необходимости нарушать целостность исследуемого образца введением термопары, не нужны приборы, регистрирующие изменение температуры со временем. Разрезание образца не усложняет способ, так как образцы обычно разрезают после испытаний для проведения микроструктурного или физико-хими- ческого анализа,10 Способ определения температуропроводно сти теплозащитных материалов при высокихтемпературах в квазистационарном режиме разрушения образца материала, моделнруощего полубесконечное тело, заключающийся в том, что измеряют начальную температуру 20 образца, который нагревают и в процессе нагрева определяют температуру поверхности и стационарную линейную скорость уноса материала, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса определения, образец 25 после нагрева разрезают, измеряют глубинуизотермы по фазовому превращению предварительно введенных равномерно распределенных микродобавок вещества с фиксированной температурой фазового превращения (напри мер, кристаллогидратов, окислов и т. д.) ивычисляют температуропроводность по фор- муле"оа=т, - тп 35 1 и - -. -Т - Тпгде Р, - стационарная линейная скоростьуноса материала;Тф - фиксированная температура;40 Т - начальная температура образца;Т, - температура поверхности образца вовремя испытания;ф - расстояние поверхности образца дофиксированной изотермы.45 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.1, 1 Пленский О. Ф., Тепловые свойствастеклопластиков, М., Химия, 1973, с. 130.2, Шашков А. Г., Тюкаев В. И. Тсплофизи ческие свойства разлагающихся материалов.Минск, Наука и техника, 1975, с, 13.3. Ъц 11 оп Сг. Ю. АЫа 11 оп о 1 ге 1 п 1 огсед р 1 аЙ 1 сз ш зцрепзоп 1 с 1 ою - . о Ве аегозрасезс 1 епсез, . 27, 5, 1960, стр. 377 - 385, 55 4. Дульнев Г, Н Испарян Р. А., Ярышев Н. А. В сб. Тепло-массообмен при взаимодействии потоков энергии с твердым телом,Труды 7 ИТМО, вып. 31, 19 бб, стр, 20 - 34,