Способ определения теплопроводности твердых тел

(57) ничес ния т мер г жени рений грев от- ль- виО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ К АВТОРСКОМУ:СВ(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕППРОВОДНОСТИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ, ЯО 1260799 Изобретение относится к области техкой физики и решает задачу определееплопроводности твердых тел, наприорных пород. Цель изобретения - сние продолжительности процесса изметеплопроводности. Осуществляют наэталонного и исследуемого образцов ижным точечным источником тепловой ии. Регистрируют предельные темперана линии нагрева при некотором перчальном и измененном расстояних отния датчика температуры от источника ии для каждого из образцов. По разпредельных температур, измеренных первоначальном и измененном расстояотставания, рассчитывают искомую вену теплопроводности. 1 ил. энерг туры вона става энерг ности при ниях личиИзобретение относится к технической физике и может быть использовано для опре. деления теплопроводности твердых тел, в том числе горных пород.Цель изобретения - повышение эффективности способа путем увеличения его производительности.На чертеже представлена схема осугцествления предлагаемого способа.Точечный источник 1 тепловой энергии и датчик 2 температуры, регистрирующий температуру в точке А и Б, связаны между собой устройством 3 изменения расстояния отставания датчика температуры 2 от источника энергии 1 и размещены над эталонным 4 и исследуемыми образцами 5. На чертеже стрелкой обозначено направление перемещения источника 1 энергии и датчика 2 температуры относительно эталона 4 и образцов 5.В качестве точечного источника 1 тепловой энергии постоянной мощности может быть использован, например, луч лазера. Регистрация температуры может осуществляться бесконтактным датчиком температуры, измеряющим температуру поверхности по ее электромагнитному излучению. В качестве устройства 3 может быть использован какой-либо механизм, обеспечиваюгций поступательное перемещение датчика температуры вдоль линии нагрева относительно источника энергии с двумя фиксированными положениями, соответствующими регистрации температуры в точках А и Б.Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.Устройство 3 устанавливают в положение, соответствующее измерению температуры в точке А, Перемещают точечный источник 1 и датчик температуры 2 с постоянной скоростью вдоль поверхности эталона 4. В процессе перемещения осуществляют нагрев эталона точечным источником 1 и регистрацию предельной температуры в точке А датчиком 2 на части эталона. Затем с помощью устройства 3 изменяют расстояние отставания датчика температуры от источника энергии и регистрируют предельную температуру на другой части эталона в точке Б Аналогично при перемещении источника энергии и датчика температуры вдоль поверхности исследуемого образца на его части измеряют предельную температуру при первоначальном расстоянии отставания (в точке А),затем изменяют расстояние отставания и измеряют предельную температуру другой части образца (в точке Б), а коэффициент теплопроводности каждого из исследуемых образцов определяют по формулеэ.этА - Тэт, БтАобр.= АэтТобр (А - Тобр(Б) (1) Гдс Тэт(АБ Тэт(Б - ПрЕдЕЛЬНЫЕ тЕМПЕратурЫ ПОверхности эталона на линии нагрева соответственно при первоначальном и измененном расстояниях отставания;ТобрА ТобрБ 1 - предельные температуры поверхности исследуемого образца на линии нагревасоответственно при первоначальном и измененномрасстояниях отставания;- теплопроводность эталона;- теплопроводность исследуемого образца,Регистрация непосредственно в процессе нагрева предельных температур поверхности эталонного и исследуемого образцапри первоначальном и измененном в пре 15делах каждого образца расстояниях отставания датчика температуры от источникаэнергии позволяет исключить значительныезатраты времени на измерение начальныхтемператур эталонного и исследуемогообразцов, т.е. сокращается продолжительность исследований серии из 10 образцовна 3 мин и повышается производительностьболее чем в 2 раза,Формула изобретенияСпособ определения теплопроводноститвердых тел, включащий последовательный нагрев поверхности эталонного и исследуемого образцов подвижным источником энергии, измерение предельной температуры поверхности эталонного и исследуемого образцов по линии нагрева датчиком температуры, перемещаемым с фиксированным отставанием от источника, отличаюиийся тем, что, с целью повышения проязводительности процесса измерений, для каждого из образцов непосредственно после измерения предельной температуры на начальном участке поверхности образца изменяют расстояние отставания датчика температуры от источника энергии в пределах на греваемой поверхности образца, измеряю 40 предельную температуру поверхности образца по линии нагрева при новом расстоянии отставания, а искомую величину определяют по формулел Тэт(А - Тэт(Бобр.= р,эт.745 Тобр(А) - Тобр(Бгде ТэтАБ Тэт(Б 1 - предельные температуры поверхности эталона на линии нагрева соответственно при первоначальном и изменен 50 ном расстоянии отставания;Тобр.А, Тобр (Б) - ПРЕДЕЛЬНЫЕ тЕМПЕРатУРЫ ПОверхности исследуемого образца на линии нагрева соответственно при первоначальном и измененном расстояних отставания;Х . - теплопроводность эталона; Хобр - тЕПЛОПрОВОдНОСтЬ ИССЛЕдуЕмого образца.Со Техред Тираж Государст лам изоб ква, Ж -Патент, ВНИИПИпо де113035, Мос филиал ППП Редактор И. СегляникЗаказ 5221/42 ставитель В. ГусеваИ. Верес Корректор Г. Решетник778 Подписноевенного комитета СССРретений и открытий35, Раушская наб., д. 4/5г. Ужгород, ул. Проектная. 4