Способ определения теплофизических характеристик материалов

Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЗЬСТВУ и)873086(61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 150280 (21) 2882677/18-26с присоединением заявки Нов(51)М. Кл З 6 01 Я 25/18 Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытий(72) Авторы изобретения Л.С.Артюхин и А.В.Трофимов Тамбовский институт химического машиностроения(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛОВ10 сЧ Изобретение относится к к области испытаний с применением тепловых средств, а именно к измерениям тепло- физических свойств материалов.Известен способ измерения теплофиэических свойств материалов, состоящий в тепловом воздействии на поверхность образца, регистрации вводимой мощности и изменения температуры точке внутри образца 1).Недостатком этого способа является необходимость установки измерителя температуры внутри тела.Наиболее близким к предлагаемому является способ определения теплофи зических характеристик путем воздействия тепловым потоком на часть . поверхности полуограниченного в тепловом отношении тела, находящегося первоначально при постоянной темпе ратуре, в условиях теплоизоляции поверхности и устройства дополнительных тепловых воздействий, а также путем регистрации изменения температуры поверхности 2) . 25Недостатком данного способа является ограничение точности вследствие необходимости определения ампли" туды и времени наступления максиму.- ма температуры, невозможность полу чить информацию о теплофизических свойствах, произвольно сокращая время регистрации температуры, отсчитываемое от начала воздействия.Цель изобретения - повышение точности.Указанная цель достигается тем, что осутествляют два независимых воздействия : мгновенным точечным источником тепла и постоянным поверхностным источником тепла, а изменение температуры регистрируют в центре области каждого. воздействия.При действии мгновенного точечного источника тепла температурное поле .определяетсявыражением(1) где О.;(ОО - температура тела вточке Х=О, в моментвремени С,обусловленная действием мгновенного точечного источника тепла К;Я - выделившееся тепломгновенным точечнымисточником тепла, Дж;- удельная объемная уеп-лоемкость, Дж,м К873086 25 формула изобретения Источн ринятые во вн 1. Дмитрович еплофизических ых материалов. 963, с. 98-99. 2. Авторское 381009, кл. 6 прототип) .ции,кспертизеелениероительойиздат,ки информ имание приА.Д. Опре свойств с Мер Госст 50 видетельство СС 1 0 25/18, 1973 ри 20 С образца. Составитель В.Вертоградскийедактор П.Коссей Техред А.СавкаКорректор М.Демч Тираж 91НИИПИ Госудпо.делам из5, Москва,аказ 9020/ Подписноа СССРйд, 4/5 рственного ком бретений и от-35, Раушская т ы 113 атент, г. Ужгород,Проектная илиал а - коэффициент температуропроводности,м с-,Температурное поле при действии постоянного поверхностного источника тепла постоянной мощности имеет)О,Цф))2) где с 1 плотность тепловогопотока постоянногоповерхностного источника тепла, Вт,м ;(1(0,) - температура тела вточке Х=О в моментвремени 1,обусловленная действием постоянного поверхностногоисточника тепла К.Из,отношения (1) и (2) следуета 01(ОЦЕЛ+ ), Ц (0,+) (3)Из (3) и (1) или (2) следует,ЗГе .ц,о,).ц, (о)(4) где. 1 - коэффициент теплопроводности, Вт.м "КУдельная объеная теплоемкость определяется по формуле( )(5)1(ОЧТепловые испытания проводятся на образце размером 0,20 х 0,20 х 0,30 м З, выполненном из полиметилметакрылата. Диаметр участка воздействия постоян. ного поверхностного источника тепла не превышает 0,03 м, Иощность мгновенного источника тепла не более 0,04 Дж. Время действия постоянного поверхностного источника тепла не более 600 с, мощность порядка 1000 Вт м . Интервал времени между моментами действия источников составляет 15-20 мин. При таком воздействии данный образец можно считать в тепловом отношении полуограниченным телом. Величины плотности теплового потока постоянного и мощности мгновеиного источников тепла определяются при тарирс)вке источников. Тепло- изоляция поверхности образца осуществляется посредством создания вакуума. Источники тепла конструктивно выполняются в виде источников света с системой линз.Образец термостатирует пТеплризолируют поверхность Воздействуют мгновенным источникомтепла. Регистрируют изменения температуры в точке воздействия. Через15-20 мин воздействуют постояннымповерхностным источником. РегистРируют изменения темпеРатуры в центре участка воздействия. По формулам(3), (4), (5) вычисляют искомые величины,Способ позволяет легко автоматизировать теплофизический экспериментт.е. без непосредственного участияэкспериментатора задавать последовательность тепловых воздействий,регистрировать изменения температури вычислять значения искомых величин15 он позволяет создать колпактноепереносное устройство с автономнымпитанием и цифровым выходом, котороенепосредственно в течение небольшого интервала времени определяет33 комплекс теплофизических характеристик материалов, изделий и конструкций неразрушающим методом при производстве, эксплуатации и в процесседлительного хранения. Способ определения теплофизических характеристик материалов путем О воздействия тепловых потоков на частповерхности полуограниченного в тепловом отношении тела, находящегосяпервоначально при постоянной температуре в условиях теплоизоляции по верхности и отсутстия дополнительных тепловых воздействий, а такжепутем регистрации изменения температуры поверхности, о т л и ч а ю -щ и. й с я тем, что, с целью повышения точности, осуществляют два независимых воздействия г мгновеннымточечным источником тепла и постоянным поверхностным источником тепла,а изменение температуры регистрируют в центре области каждого воздейст вия.