Способ определения теплофизических характеристик материалов

союз с(."ВетснихСОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХРЕСГЬБЛИИ М 59 С 01 И 25 18 ИЙ АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУИ поток измеряю онной пластины ный промежуток акрепленным на еплофизические читывают по фоовой этал адан м, з а т ериала, теплповерхностиез заранееени датчикоповерхностиактеристики м времеехармул с мну ль ис об госуаАРственный комитет сссР ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(72) В.Н.Чернышов и Т.И.Рожнова (71) Тамбовский институт химического машиностроения(56) 1.Авторское свидетельство СССР 9 305397, кл. 6 01 К 25/18, 1971.2.Авторское свидетельство СССР М 834482, кл. 6 01 0 25/18, 1981. (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛО ФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛОВ, заключающийся в тепловом воздействии путем скачкообразного изменения температуры и поддержания ее на новом постоянном уровне на свободную поверхность эталонной пластины, приведенную в тепловой контакт с полубесконечным в тепловом отношении телом, и измерении величины теплового потока, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цею повышения точности измерений иключения операции предварительнойработки поверхности исследуемого 1 С -гдеф" а, кйМ фАМГа,Эц - коэффициент теплопроводностнисследуемого тела, Вт/мк 1 С- обаемная теплоемкость исслем3;дуемого тела,. Дж/м к; фЩ- тепловой поток на внешней поверхности эталона в моментвремени , Вт/мфТ- температура на внешней сторонеэталона, КЪ а- соответственно коэффициентытепло- и температуропроводноти эталонного материала, Вт/м ф/С 1й - толщина эталона, м.(5) где Та (к, ъ) и Т(,х, ф) - соответственно температура в эталонном .и исследуемом теле;ЬО а - коэффициенты тепло- иО 1 зътемпературопроводностисоответственно эталонного и исследуемого тел;1 с - температура свободнойповерхности пластины;Й - толщина пластины.Используя операционный метод.для решения уравнений (1) в (5), получим температурное поле в эталонном теле в следующем виде где Кроме того, в предлагаемом способе устраняется погрешность о. контактного термосопротивления между термо 4 О преобразователем и исследуемым телом,величина которой для шгрокого классатвердых материалов составляет 40-50,что также повышает точность результатов измерения,Предлагаемый способ, заключающийся в измерении теплового потока в заданный момент времени на поверхностипластины из эталонного материала,приведенной в тепловой контакт и ис следуемым телом, позволяет оперативно и точно определить теплофизичес- .кие свойства исследуемых материаловбез нарушения их целостности и установки на них датчика температуры, 55"что особенно важно при массовом контроле образцов. Кроме того, предлагаемый способ не требует сложного приборного оборудования и может бытьосуществлен непосредственно на про О изводстве или технологической линии. Тираж 822 Подписное ВНИИПИ .Заказ 8131/36 Филиал ППП фПатент", г. ужгород, ул.Проектная, 4 щей краевой одномерной задачей теплопроводности (начало координат помещено в плоскости контакта тел)ат,(.М, аТ,(,".).окВфб,ТЗ(ХЦшТ Е (.а) Чк фФ Яф 4 аф Ъ ф- сГа 1 ф(о)ГаяЪ-оЪЯ 12 ъЪ+О Ф Хф% - функция ошибок Гаусса. Используя выражение (6), после несложных математических преобразований можно записатьсэ -кТъчц Уц =. а(, к , (7) где ( (; й,4.)4 Яа,)ЬТаким образом, измерив в заданный момент времени , величину теплового потока на поверхности пластины из эталонного материала по формуле ((7) можно определить искомые коэффициенты причем ф, - заданный.момент .увремени;а (-Я ",) - тепловой поток на внешф аней поверхности.пласти-.ны в момент ЯПогрешность результата косвенных измерений искомых коэффициентов.в (2) определяется по формуле2 уя ЯЪЯь+ук я. цфб Ългде ьф, - погрешность измерениямомента времени достижения заданного5 соотношения температур в фиксируемыхточках. Поскольку сигнал от термопреобразователя, расположенного в плоскости 10 контакта тел, усиливается в я, раз иподается на сравнение с сигналом второго термопреобразователя, расположенного на поверхности пластины, то результат сравнения (момент времени) имеет погрешность Т я ьТ ,гдеьТ - абсолютная погрешность измерения температуры поверхности тел. Погрешность результата измерения ис-.комых коэффициентов в предлагаемом способе определяется выражением(9).Ь Ъ С1 = ф (- Я,2,)где Ь(.(Я Т 4- погрешность измерениятеплового потока,Поскольку погрешность измерениятеплового потока и температуры поверхности тела одного порядка, тае,30 ьТ = ь (-Яъ,) , а коэффициентывлияния в формулах (8) и (9) близкидля различных значений входящих вних параметров, то погрешность измерения искомых коэффициентов в предлагаемом способе значительно меньше,