Устройство для моделированиятеплофизических свойств нетермостабильных материалов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИяК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М, Кл. 6 06 д 7/48 присоединени 32) Приоритет явки-судврственныи камитеавета Министров СССРаа делам иваиретанийи атнрытии 3) УДК 681.333ф. Жеребятьев, В. И. Козин и А.захский ордена Трудового Красносударственный университет им. С,Т. Лукьян Знамени , Кирова(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИ ТЕПЛОфИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НЕТЕРМОСТАБИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВецп ик налоговой вы дУ дЧ/ д - (Ц д" Изобретение относится к ачислительной технике.При интенсивном нагреве теплоизоляционных материалов в поверхностных слоях могут возникать большие температурные градиенты, В этом случае точный расчет температурного поля можно сделать только, если учитывать температурную зависимость теплофизических свойств материала. Для термостабпльных материалов с обратными свойствами коэффициент теплопроводности и коэффициент теплоемкости сравнительно легко определяются из анализа частных решений линейного уравнения теплопроводности (методы регулярного режима, стационарные, импульсные и др,),Однако в качестве теплоизоляции (особенно в последнее время) часто применяют материалы, в состав которых входят связующие органической природы и различные наполни- тели. В процессе нагрева э матер алы могут 2 разлагаться с выделением или поглощением тепла, менять структуру, участвовать в массообмене и т. д, Причем скорость изменения свойств материала зависит не только от температуры, но и от интенсивности нагрева. Необратимые изменения свойств, связанные с условиями работы, в сильной мере усложняют проблему определения теплофизических характеристик теплозащитных материалов, В связи с этим весьма актуальной является разработка новых методов, учитывающих сп ф у работы материала.Известно устройство для моделирования теплофизических свойств нетермостабпльных материалов, содержащее нуль-индикатор. Однако такое устройство имеет довольно узкий круг решаемых задач.Цель изобретения - расширение класса решаемых задач. Для этого устройство содержит решающий элемент, нуль-орган, сплошную электропроводную среду с нанесенным на ней в виде кривых полем нестацпонарного распределения температуры и группу подвижных контактов, соединяющих точки одной пз кривых распределения температуры с входом решающего элемента аналогового действия, выход которого соединен через нуль-орган с соответствующей точкой последующей кривой распределения температуры и отрабатывающего параметры решающего элемента до установления равновесия в цепи.Принцип действия устройства основан на нахождении теплофизических характеристик материала, исходя из известного нестацпонарного температурного поля в образце,Уравнение теплопроводности с выбранными граничными условиями имеет вид428407 где При равновесии Л и(1,г) = исР ВО = ю а, И 1 Ьх 2+ Р/РО аМ 1В явной конечно-разностной форме онопредставляется К+1 - У, Ц, ь - Ю+И,+и- а,ЬхВыбор интервалов Ж и координаты Лх связанс условием устойчивости На чертеже изображена схема устройства.Плоский однородный электропроводный материал 1 наложен через тонкую изоляционную прокладку на стальную пластину 2. К противоположным граням материала через параллельные подвижные токосъемные элементы 3 подводится напряжение от источника 4.Арифметический элемент предлагаемого устройства состоит, в простейшем случае (при использовании явной конечно-разностной аппроксимации), из трех резисторов Рь Я и Рю.Работает устройство следующим образом.Перед началом решения на плоский электропроводный материал наносят нестационарное температурное поле в виде кривых, отстоящих одна от другой на временном интервале Л 1 (на чертеже показаны две кривые изменения температуры для времени И 1 и (юг+1)Ж). С помощью подвижных токосъемных элементов и гибких шнуров напряжение с точек и - 1, и, и+1 кривой ЙЛ 1 подается на вход решающего элемента, Получаемое на его выходе напряжение сравнивается через нуль-индикатор 5 с напряжением в точке и на кривой (1+1) Л 1. Напряжение разбаланса подается на вход отрабатывающего устройства, регулирующего параметры арифметического элемента (в рассматриваемом примере величину резистора Рю). Для решающего элемента при Р, = =Р 2 =Рю й ймИ 1 Ю,+ И 12+ /1 О Отношение РЯО при равновесии схемыпропорционально величине коэффициента температуропроводности а в интервале температур У "+ - У,",. Передвинув подвижные токосъемные элементы по кривой И 1, получают ряд значений коэффициента температуропроводности для различных интервалов темнператур. Затем передвигают контакты по кривои 1+1)Л 1 и сравнивают напряжение на выходе арифметического элемента с напряжением соответствующей кривой 1 Я+2)Л 1 и т. д.В результате находят значения коэффициента для спектра температур.Устройство является особенно эффективнымпри исследовании нетермостабильных материалов, когда классические методы оказываются непригодными.25 Предмет изобретения Устройство для моделирования теплофизизо ческих своиств нетермостабильных материанлов, содержащее сплошную электропроводнуюсреду с нанесенным на ней последовательнофункциональным распределением температур,35нуль-индикатор и подвижные токосъемныеэлементы, отличающееся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, оно содержит решающий элемент, выполненный в видепараллельно соединенных резисторов, подклю 40ченных через соответствующие подвижные токосъемные элементы к сплошной электропроводной среде в точках, соответствующих предыдущему функциональному распределениютемператур, выход и вход решающего элемента подключены к нуль-индикатору, подклю 45ченному через соответствующий подвижныйтокосъемный элемент к сплошной электропроводной среде в точке, соответствующей последующему функциональному распределениютемператур,428407 Составител Е. ТимохинаВасильева Юрч едакто хред аказ 78/419ЦНИ Тираж 624 Совета Министров и открытий наб., д. 4/5 Подписи оСР Тип. Харьк. фил. пред. Патент Изд.1575И Государственного комитета по делам изобретений Москва, Ж, Раушска Корректор В, Гутман