Способ определения температуро-проводности материалов

СОЮЭ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 0610 25 1 ГОСУДАРСТВЕН ПО ДЕЛАМ ИЗ НОМИТЕТ СССР ЕНИЙ И ОТКРЫТ ЕТЕНИЯ ИСАНИЕ ЬСТВУ ратуру этойая заключенам и параллелня, проходящагреваемомуемпературы,ину,рассчита=О,И темпе котор 1 торцо 1 стерж ,к нен ния т 1 велическийнности л еий. Иэд-во35-37.2. Климе етод опред ости, 1 Те атур, 17 прототип),;где др, Импульсныйпературопровод-.высоких темпе 6, с.1216-1223ко М,М. ления т лофизик 1979, (22) 06.11.81 (46) 15.12,83. Бюл, 9 46 (72) В.А.Рыков и В.А.Самолето (71) Ленинградский технологич институт холодильной промышле(56) 1. Парцхаладзе К.Г, - Сбдования в области тепловых иэн стандартов 1971,с(54), (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРОПРОВОДНОСТИ МАТЕРИАЛОВ, заключающийся в том, что тепловой импульсподают на один торец стержня из исследуемого материала и измеряют температуру в двух точках его боковойповерхности, расположенных на одной.образующей, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью уменьшения погрешности определения температуропроводности, измеряют интегральную температуру поверхности стержня, котораязаключена между торцами стержня идвумя его образующими, и интегральную части поверхности, между нейагреваемьм ьным ему сечениЕм им через ближайшую торцу точку иэмерепосле чего искомую ывают по Формуле 92 - температуропроводностЫ - координата сечения стержня, проходящего через ближайшую к ненагреваемому торцу точку измерения температуры; - время, при котором выполня-ется условйе О/Ог - 1/21 интегральная температура поверхности стержня, которая заключена между ненагреваемым торцом и параллельным ему сечением стержня, прохо-дящим через ближайшую к ненагреваемому торцу точку. измерения температуры; - интегральная температура поверхности стержня, которая заключена между торцами стержня и двумя его образую,д времна при котОРом выполНЯ-ется условие 6 /8=1/2192 - интегральная температура поверхности стержня, котораязаключена между ненагреваемым торцом и параллельнымему сечением стержня, проходящим через ближайшую к ненагреваемому торцу точку измерения температуры;62 - интегральная температура поверхности стержня, котораязаключена между торцами стерж.ня и двумя его образующими.Анализ температурного поля стержня длиной Ь, на поверхность переднего торца Х=О которого подают тепловой импульс, энергия которого распределена по этой поверхности произвольным образом, показывает, что если выполняются условия Х Ь и Х/(д с) ) 1, то коэффициент темпера-, туропроводности может быть найден по Формуле где оХг -где А -ф(ив аг раничных точ о сечения ст ельного его ическому смы ная температ ек произвольн ержня, паралторцам. слу 0 ( с) ура поверхнос По феграл Изобретение относится к измерению,теплофиэических свойств конструкционных материалов и предназначено дляиспользования в материаловедении приизучении свойств металлов и сплавов.Известен способ, согласно которому температуропроводность исследуемъх материалов находят следующим образом: подают тепловой импульс наодну сторону плоского образца и измеряют температуру в одной точке наего противоположной стороне и по полученным данным определяют коэффициент температуропроводности 1.Однако данный способ не позволяет учесть погрешность измерения, выз"15ванную неравномерным распределениемэнергии теплового импульса на поверхности образца.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигае-. 20мому результату является способ определения температуропроводности материалов, заключающийся в том, что тепловой импульс подают на один конецстержня из исследуемого материала и 25измеряют температуру в двух точкахего боковой поверхности, .расположенных на одной образующей Г 2,Однако известный способ определения температуропроводности металловхарактеризуется высокой погрешностьюУобусловленной, главным образом, недостаточностью определения координатточек измерения температуры,Цель изобретения - уменьшение пог- З 5решности определения температуропроводности за счет исключения погрешности измерения, вызванной неточностью определения координат точекизмерения температуры.Поставленная цель достигается40тем, что согласно способу определения температуропроводности материалов, заключающемуся в том, что тепловой импульс подают на один торецстержня из исследуемого материала и 45измеряют температуру в двух точкахего боковой поверхности, расположенных на одной образующей, измеряютинтегральную температуру поверхностистержня, которая заключена между 50торцами стержня и двумя его образующими, и интегральную температуру части этой поверхности, которая заключена между ненагреваемым торцом ипараллельным ему сечением стеРжня, 55проходящим через ближайшую к ненагреваемому торцу точку измерения температуры, после чего искомую величину рассчитывают по формулео:О, 116 р-,60югде д - температуропроводность;Х 2 - координата сечения стержня,проходящего через ближайшуюк ненагреваемому торцу точку 65 и г.ц,у Ха =,(1Фгатемпературопроводность;координата сечения стержня,проходящего через ближайшуюк ненагреваемому торцу точкуизмерения температуры;числовой параметр, которыйнаходится из следующего соотношения:. (фм )/щ вочисло, которое удовлетворя-,-.ет неравенство ОХАС 1 и задается экспериментатором;интеграл ошибок;время, отсчитываемое от момента подачи теплового импульса, при котором выполняется следующее равенство:9(т) г:Корректор В Бутяга Редактор Т. Матейко Заказ 10030/45 Тираж 873 Подписное ВНИИПИ,Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул,Проектная, 4 стержня, которая заключена между торцами стержня и двумя его образующимиЧ =с 01 зС ь(Ч)=сОйзФЧ:с 0 ъэ 1,. О (Ч 2)-сООЗ 1, где 0(ь) - интегральная температурачасти поверхности, которая заключена между нена,греваемым торцом стержняи параллельным ему сечением стержня, проходящимчерез ближайшую к ненаг-реваемому торцу точкух:хг измерения температуры (2) .Обычно измерения проводят при А = 1/2, В этом случае из (2) получим .следующее уравнение: откуда находимм=0,476.Таким образом, согласно (1) получим формулу для расчета температуропроводности:0,116 Х 2(4) где ь 2 - время, прй котором выполняется условие 8 (фд 2(7=определяется из экспери-.2мента.Итак, используя формулу (4) понайденному экспериментально значе.нию Ф , находят коэффициент температуропроводности.То, что вместо измерения темпера- З 5 туры в двух точках на боковой поверхности стержня измеряют интегралЬную температуру 82( т) поверхности стержня, которая заключена между торцами стержня и двумя его образующими, и 40 интегральную температуру части этой поверхности, которая заключена между задним торцом и параллельным ему сечением стержня, проходящим через ближайшую к заднему торцу точку Х = Х 2 измерения температуры в известном способе, позволяет уменьшить погрешность определения температуропроводности за счет исключения погрешности измерения, вызванной неточностью в определении координат, этих точек.В известном способе погрешность определения температуропроводности составляет 7 - 8, Причем основная погрешность возникает за счет неточности в измерении координат точек Х: Х и Х: Х 2, в которых измеряется температураЙсключение этой погрешности при определении температуропроводности по изобретению позволяет уменьшить погрешность определения см до 2 - 307 оАбсолютная погрешность, с которой определяется координата Х 2, в данном способе на порядок меньше, чем в известном, так как для регистрации температуры используются не термопары, а термометры сопротивления, длина которых может быть определена с погрешностью аХс,01 мм, в то время как при заделке термопары диаметром ф=0,05 мм имеем аХс 0,25 мм.К тому же, чувствительность регистрации интегральной температуры вдоль стержня выше, чем регистрации температуры в одной точке, а это, в свою очередь, приводит к уменьшению относительной погрешности дГ /С . При высоких температурах (+ ъ 1090 К) может использоваться фотометрический метод регистрации температуры, что упрощает процесс измерения и расширяет температурный диапазон измерения.