Способ определения теплофизических характеристик материалов

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о 1771518(51)М. Кл. С 01 М 25/18 Государствеиимй комитет СССР но делам изобретений и открытий(71) Заявитель Курский политехнический институт(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛОВИзобретение относится к области тепловых испытаний, а именно к области исследования теплофизических совйств материалов.Известен способ измерения тепло проводности, состоящий в том, что приводят в тепловой контакт исследуемый и контрольный образец и после установления в сборке стационарного теплового потока рассчитывают иско мый коэффициент, сопоставляя перепады температур на образцах 1.Способ не предназначен для определения других теплофизических характеристик,кроме теплопроводности,вслед-; 15 ствие стационарности он требует длительного времени испытания.Известен нестационарный способ определения температуропроводности, состоящий в том, что исследуемый и 33 контрольный образцы термостатируются при различных температурах, затем приводятся в сопротивление по плоскости, после чего регистрируется температура в плоскости контакта 121 . 25Этот метод также позволяет измерить только одну теплофизическую характеристику.Ближайшим к данному изобретению техническим решением является способ,30 реализованный в устройстве для определения теплопроводности материалов 31 . Он состоит в том, что образцы из исследуемого и контрольного материалов приводят в тепловой контакт по плоскости, размещают в этой плоскости линейный нагреватель, подводят к нагревателю постоянную мощность и регистрируют изменение его температуры во времени. По двум значениям температуры и соответствующим моментам времени рассчитывают коэффициент теплопроводности.Недостатком способа является ограничение точности вследствие того, что измерение температуры нагревателя производится при подводе к нему мощности; другим недостатком является невозможность получить информацию о температуропроводности (а, следовательно, и о теплоемкости) исследуемого материала.Целью изобретения является повышение точности и увеличение объема получаемой информации.Указанная цель достигается тем, что прекращают подвод мощности в момент со, регистрируют момент времени Смакс у соответствующий максимуму температуры в плоскости контакта на известном расстоянии от нагревателя, а искомые коэффициенты находят иэ соотношений:Чаог л5фа(д д( р 1 Чо" "о/макс(,где а, а, а,- коэффициент температуропроводности и коэффициент теплопроводности исследуемого и контрольного образцов соответственно; о - мощность нагревателя в Расчете на единицу длины; 0 1 - приращение температурынагревателя к моменту , .(о ).Температура нагревателя контролируется в период времени после прекращения на него подачи мощности присо . Это позволяет проводить измерения его температуры наиболее точно.Помимо измерения коэффициентатеплопроводности имеется возможностьрасчета коэффициента температуропроводности,На чертеже показана схема реализации способа.На схеме указана точка й в плоскости контакта контрольного 1 и исследуемого 2 образцов, удаленная от линейного нагревателя А.А. на расстояние х.Способ можно легко реализовать втеплофизическом приборе, в котором 35нагреватель и измеритель температурыстационарно монтируются в контрольномобразце, а в исследуемом материаленеобходимо подготовить лишь только,поверхность, что приведет к значи Отельному упрощению и сокращению процесса эксперимента и повышению точности получаемой инФормации. формула изобретенияСпособ определения теплофизических характеристик материалов, состоящий в том, что образцы из исследуемого и контрольного материалов приводят в тепловой контакт но плоскости, размещают в этой плоскости линейный нагреватель, подводят к нагревателю постоянную мощность и регистрируют изменение его температуры во времени, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и увеличения объема получаемой информации, прекращают подвод мощности в моментрегистрируют момент времени акссоответствующий максимуму температуры в плоскости контакта на известном расстоянии от нагревателя, а искомые коэффициенты находят из соотношений:Юа о к "а (ср )Оп)л л СЧо = "о"макс 12 гд и ,кф4 ьм- ьогде а, ак, 1, А к - коэффициент темпе-ратуропроводности и коэффициент теплопроводности исследуемого и контрольного образцов соответственно; о - мощность нагревателя в расчете на единицу длины; Я 4 - приращение температурынагревателя к моменту с(ф )о)Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Харламов А.Г. Измерение теплопроводности твердых тел. М Атомиздат, 1973, с. 57.2. Чудновский А.ф. Журнал технической физики , 1973, вып.З, с. 286.3. Патент ФРГ Р 2363122,кл. С 01 й 25/18, 1977 (прототип).771518Составитель В.Вертоградский Редактор Е.Абрамова Техред С. Мигунова Корректор И.Муска Заказ 6684/54 Тираж 1019 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений .и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4