Способ измерения температуропроводности

СОЮЗ СОВЕТЕНИСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 1 М 2518 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ Н АВТОРСКОМ ИДЕТЕЛЬСТВУ институвскийий инст ульсныйопровод6,с ЕРАТУРОПР испь Изобретенитепловых испь е относится к областитаний, а именно к областеплофизических свойств ти из матер рениилов.изоб етения - повышение точЦелости теплоа счет сниж ия влиянияужающей средоГизмерения.ют следующим о ена образ меньшение Способ ос а ме ществ зом гй образец выбираютны, Используют также Исследуемьорме пласти ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМПРИ ГКНТ ССОь(56) Клименко М,М, и др, Импметод определения температурности - ТВТ, 1979, т. 17, Рс. 1216-1223.РагЕег Ю.Л. ес а 1 Р 1 авЬ шестоййесегшп 1 п 8 сЬегша 1 йдЕЕхвЬ 1 су, Ьсарассу апй сЬегша 1 сопс 1 исс 1 чЕсу.З.Арр 1. Раув, 1961, ч. 32, 9 9,р. 1679-1684,(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПВОДНОСТИ(57) Изобретение касается тепловых1 таний, а именно измерений теплофизических свойств материалов. Цель 2изобретения - повышение точности эасчет снижения влияния теплообменаобразца с окружающей средой и уменьшение времени измерения. Используютисследуемый и контрольный образцы ввиде пластин, Одновременно подвергают их одностореннему тепловому импульсному воздействию. Измеряют температуры поверхностей образцов, противоположных нагреваемым. Испытаниеведут до момента достижения заданногосоотношения приращений температур, Вотличие от известных способов, требующих регистрации изменения температуры вплоть до достижения равновесного значения, время испытания можетбыть ограничено начальной стадией иэ- фменения температуры поверхности. Этообеспечивает сокращение времени испы- ф фтаний. Уменьшения времени испытания (,и относительный принцип регистрацииобеспечивают повышение точности,вследствие снижения влияния теплообмена образца с окружающей средой нарезультат расчета искомой величины. контрольный образец в виде пластиныиз материала с известными теплофизическими свойствами, Одновременно подвергают образцы импульсному тепловому воздействию при известном соотношении тепловых энергий, вводимых вобразцы, Источником информации об искомой величине являются температурновременные изменения поверхностей образцов, противоположных подвергнутымтепловому воздействию. Задают отношение значения приращений температур, 1573403Укаэанные параметры для ПТФЭ получены в процессе дополнительных измерений. Плотность измеряют методом гидростатического взвешивания, а удельную теплоемкость - с помощью динамического калориметра с погрешностью 3%, Эти данные для 310 К такие;2, 1. 1 О кг/м; С = 1 КДж/кг К.тобы не измерять энергии тепловых импульсов при каждом опыте подбирается такая оптическая схема расщепителя, состоящего из зеркал, что К = 1При этом энергии тепловых импульсов подбираются такой величины около 5 Дж), чтобы приращения температур задних поверхностей образца и эталона, измеряемых хромель-алюмелевой термопарой с чувствительностью 41 мкВ/К, не превышала 3-5 К для исключения перегрева передних поверхностей.Температурные приращения поверхностей образцов выбираются равными: Т= Т г = 1 К (т = 1), Из экспериментальных температурно-временных зависимостей определены интервалы времени С= 23,8 с, Е = 3,1 с. Экспериментальное значение а= 1,810 м/с.Предлагаемый способ в отличие от известного (" метода вспышки") обеспечивает сокращение времени испытания, так как используется только начальный участок температурно-временных изменений. Уменьшение времени испытаний и относительный принцип регистрации обеспечивают повышение точности 0 де а1611Щ2Т л о ш=Т, /Т С,/С П р и м е р, Используют устройство, содержащее импульсный источник тепла - лазер типа ЛГНс прерывателем и оптическим расщепителем теплового импульса, нагревающий поверхности исследуемого образца, термопары, регистрирующие изменения температур поверхности образцов, противоположные нагреваемым, сигналы термопар усиливаются усилителями постоянного тока типа Ф 36 и регистрируются само писца типа 3030-2. Регистрируются только начальные части температурно- временных зависимостей. Определяют температуропроводность политетрафторэтилена (ПТФЭ) при 310 К; в качестве контрольного образца используют плавленный кварц, Образец и эталон берут диаметром 10 м и одинаксвой толщины 1= 1 г 5 1 Ом, т.е, Й = 1,Данные по плотности ( ), удельной теплоемкости (С ) и температуропро 55 водности (аг) для кварцевого стеклаз зберут: д. = 2 2 10 кг/мС= = 0 761 ЕДж/кг К; а = 8 25 10 м /с. при достижении которых испытания прекращают. Расчет искомой величины осуществляют по приведенным соотношениям, в которых индекс 1 указывает на принадлежность к исследуемому образцу, индекс 2 - к контрольному образцу: а--- - 1 п- -(-- -),+ -- ехр 1,- г- а)п г фг Сг КС Йш15 температуропроводность;толщина образца; отношение толщин;20 регистрируемая температура образца;интервал времени от момента теплового импульса до момента достижения заданного приращения температуры;соотношение заданных приращений температур;отношение объемных тепло- емкостей образцов; 30 отношение тепловых энергий, введенных в исследуемый и контрольный образцы. вследствие снижения влияния на расчет искомой величины теплообмена испытуемого образца с окружающей средой, Способ может найти применениепри технологическом контроле образцов материалов. Формула и з о б р е т е н и я Способ измерения температуропроводности материалов, заключающийся в том, что воздействуют тепловым импульсом на поверхность образца в виде пластины и получают информацию о температурно-временных изменениях на противоположной поверхности образца, на основании чего вычисляют температуропроводность, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с. целью повышения точности за счет снижения влияния теплообмена образца с окружающей+иехр(- -- а ь )р ггь 10 т=Т,/Тг С КиС Йш где а - температуропроводность;, 1,2 - индексы, относящиеся к исСоставитель В.ВертоградскийРедактор Н.Яцола Техред А.Кравчук Корректор В.Кабаций Заказ 1640Тираж 499 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 5средой и уменьшения времени измерения, одновременно подвергают испытанию контрольный образец, испытание образцов проводят до моментов достижения заданных приращений температур поверхностей образцов, а искомую величину рассчитывают по формулам регистрируемая температураповерхности образца;интервал времени от момента теплового импульса домомента достижения заданного приращения температуры;соотношение заданных приращений температур;отношение объемных теплоемкостей образца;.отношение тепловых энергий,введенных в исследуемый иконтрольный образцы.