Способ определения теплофизических характеристик материалов

ОЮЗ СОВЕТСНИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 1346 О 1 И 25/1 ОСУДАРСТВЕКНЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) СПОСОБ ЧЕСКИХ ХАРА (57) Изобре тельной тех зовано для температуры ности экзот соких темпе смеси в вид для разогре струкции, а ПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОФИЗИЕРИСТИК МАТЕРИАЛОВ ение относится к изм ике и может быть исп дновременного определ реакции и тепловой а рмических смесей при атурах, Экзотермичес брикетов используют а различных узлов контакже при тепловых испь таниях материалов, Теплоотдача отэкзотермического брикета к конструктивным элементам, характеризующаяскорость нагрева и величину нагрева,определяется тепловым эффектом реакции, ее температурой и теплофизическими свойствами продуктов реакции,а именно коэффициентом теплопроводности % и объемной теплоемкостью с,произведение которых в степени 1/2называется тепловой активностьюС =тса у, Наибольшую трудность лриопределении теплофизических характеристик, как правило, составляетопределение коэффициента теплопроводности, поскольку удельная масса итеплоемкость могут быть достаточнопросто измерены либо путем взвешива"ния, либо с помощью калориметра, кроме того, удельная теплоемкость можетбыть рассчитана на основании химического состава вещества, 1 ил,1346992 Для определения температуры реакс;ции и тепловой активности используется соотношение, представляющее решение уравнения теплопроводности приконтакте полуограниченного тела с неограниченной пластиной для внешнейповерхности неограниченной пластины 2- , 1- Е/Е л (21,т Т ТР 1где Т- температура, регистрируемая на внешней поверхности пластины (эталона) в момент времени ; 20 в .искомая температура реакции;- начальная температураэталона;- толщина эталона; 25 Т Т 1 + 2 В = Т 1 В+С. То Ес,З,уСьтйЪД- тепловая активность со"ответственно эталона и ЗОисследуемой экзотермической смеси,Используя значения замеров температур Т на внешней поверхности эталона, выполненных по крайней мере вдвух точках по времени С, и, вкоторых происходит существенное изменение температуры Т, решают систему уравнений (1), записанных длядвух моментов времени, и определяют 40Т и К= Я;/Я или Г = Е,/К,.В качестве материала пластины желательно использовать материал, обладающий высокой температурой планления, высокой температуропроводностью и слабо зависящей от температуры тепловой активностью. Такими свойствами обладают металлы Си, Со, Мо.На чертеже приведено устройство,с помощью которого реализуется пред- . 50лагаемый способ.Устройство содержит прижимнуюплиту 1, теплоизоляционную прокладку2, воспламенительную ленту 3, плавкие цилиндрические опоры 4, опорнуюплиту 5, термопару 6 и регистрирую"щую аппаратуру 7. Кроме того, обоз"начены эталон 8 и образец 9 в видеэкэотермической смеси. Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения температуры реакции и тепловой активности экзо.термических смесей при высоких температурах.Целью изобретения является расши" рение функциональных возможностей спо соба за счет определения в одном эксперименте температуры реакции и теп" ловой активности экзотермических смесей при высоких температурах,П р и м е р, Проводят определение тепловой активности и темпеРатУры реакции экзотермической смеси на основе порошков Т 1 (69 мас,7) и В (31 мас.7): Размер частичек, из которых спрессован брикет д -20-100 мкм. Линейные размеры брикета 30 хЗОх 15 мм, плотность= 2300 кг/мВ качестве материала эталонного образца выбрана медь как вещество, обладающее высокой температурой плавления Тпл =1360 К.и слабо зависящей от температуры тепловой активностью (сЪ = - 77,7 ккал /м с"К при Т=293 К и с%= 69 ккал/м с К при Т=1 1273 К) е Толщина эталонного металлического образца К = 10 мм Инициирование реакции в экзотермнческом брикете осуществляют с помощью электровоспламенителя, выполненного в виде ленты, наложенной на поверхность брикета, противоположную плоскости контакта с эталоном. Прижимная плита предназначена для обеспечения хорошего кон" такта испытуемого и эталонного образцов после прохождения реакции. На эталонном образце имеются четыре выемки, в которые вставлены четыре тонких стержня из легкоплавких ме" таллов, например свинца. Испытуемый образец до испытаний опирается на эти стержни. После подхода фронта реакции к нижней плоскости испытуемого образца легкоплавкие опоры плавятся, и эа счет давления прижитой плиты осуществляется контакт с эталоном. При этом расплав заполняет выемки в эталоне.Техническая эффективность предло" женного способа заключается в том,Редак Заказ 5115/42 ВНИИПИ Гос по делам 113035, МоскТираж 775дарственного комизобретений и оа, Ж, Раушска Подписно та СССРытийаб., д, 4/5 Проектная изводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород что он впервые позволил определить тепловую активность экзотермических ,смесей после реакции, проходящей при Т ъ 200 К, и одновременно определить температуру реакции, при этом не используются высокотемпературные датчики, контактирующие с реагирующей смесью, которые характеризуются значительными погрешностями.Надежность предложенного способа определяется тем, что он не требует специального нагревателя и создания дополнительных систем по обеспечению заданного температурного режима нагрева, а также размещения датчиков температуры непосредственно в исследуемом материале. Формула изобретения Способ определения теплофизических характеристик материалов, заключающийся в том, что торец эталона, выполненного в виде пластины, противоположный торцу, взаимодействующему собразцом, подвергают термическомувоздействию и измеряют температуруэталона, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения функциональных возможностей способа за счетопределения в одном экспериментетемпературы реакции и тепловой активности экзотермических смесей привысоких температурах, в образце, выполненном в виде прямоугольного брикета, инициируют плоский фронт реакции экзотермической смеси, параллельный поверхности брикета, которую приводят в контакт с поверхностью эталона в момент подхода к ней фронтареакции, измеряют температуру на 20 противоположной поверхности эталонадля двух моментов времени, соответствующих зоне ее максимальных градиентов, по которым судят о искомых характеристиках.