Способ определения теплофизических параметров вещества

Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик ОП ИСАИЫЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пц 991273(23) Приоритет Опубликовано 23.01.83. Бюллетень РВ 3 Дата опубликования описания 23.01.83 пв аевеи кзабретеннй и етерытий/осковский ордена Ленина, ордена Омщбрвской Революции .ордена Трудового Красного Знамени госуДщщвеннййуниверситет им. М. В, Ломоносова 1) Заявитель 4) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВЕЩЕСТВА .Изобретение относится ктеплофизических параметровчастности к геофизичесящна акваториях с целью апреческих характеристик донныхПри этом определяемыми пявляется коэффициент теплои коэффициент температиЖ,Известен способ оп ел исследованию вещества, в со лед ованиям еления физиосадков.аметрами про водности туропроводносэтого является малая началитемпературы зонда и среды ивенно низкая точность определлофизических параметров. тая разность соответст ения теп е з также с необконагрев столь кривая твтмрь имптотув ользования именно в кривой темпераНаиболее близким к изобретению является способ определения теплофизическихпараметров вещества, заключающийся визмерении изменения температуры, создаваемой объемным нагревательным элеменред ения тепл 1 О том расположенным В швинд ичесномпроцесса изменениязонде, помещенном в иссле ем температуры, создаваемой в результатеду21Недостаткам указанного способа яв теплового взаимодействия изучаемой среляется малая точность проводимых изме, ды и внедряемого в нее шцппщрического 15 рений, связанная с сильным влияниемнеконтролируемой величины контактногоОднако при изучении удаленных обьек- теплового сопротивления между зотщом тов, например при глубоководных изме и исследуемой средой, а рениях, разность температуры зонда и димостью осуществлять среды является величиной нерегулируемой, длительное время, чубы. эопос ольку при указанных измерениях на тура-время вышла на ас чальная температура зонда равна темпера- Необходимость исп туре приданного слоя воды. Следствием асимптотическнх участка3 0912 тура-время связано с тем обстоятельством, что только по этим участкам возможно раздельное определение параметров Х и Я Далее незначительные ошибки в определении наклона асимптоты приводят 5 к большим ошибкам в определении тепло- физических параметров среды, которые вычисляются графически по экспериментально найподешьпм температурным кривым. 10Целью изобретения является повышение то пюсти и уменьшение времени изме. , рений.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения тепло физических параметров вещества, заключающемуся в измерепщ изменения температуры, создаваемой объемным нагревательным элементом; расположенным в цилиндрическом зонде, помещенном в исследуемую среду, измеряют -змененце температуры в точках среды на некотором расстоянии К от зонда, па котором расположен нагреватель (таким образом, измеритель температуры не совмещен с 25 нагревателем в отличие от существующих методов), прц этом расстояние от точки измерения температуры до оси зоцца выбирают не меньше, чем полтора радиуса зонда и не более одной десятой его дьеппы,з 0 а теплофцзцческие параметры вещества определяют путем сравнения полувоенной температурной кривой с теоретической, расчцташой для среды с заданными значенцяьп теплофизцческих параметров.35Первое требование вытекает цз необходимости соблюдения таких условий эксперимента, при которых имеет место подобие тепловых процессов. Теоретически такое подобие требуемое для раздель 140 ного определения ) ц Х, имеет место прц " 7 у 1.,5 Го, где 1 р - радиус нагреваемого зопда. Второе условие вытекает цз необходимости собпости приближение реального зонда к зсшду теоретически45 бесконечной длины, для которого оказывается возможным раздельное определение 1 и Ж, Это приближение для зонда ограниченной длины с необходимой для практики точностью имеет место, если расстопше от точки измерения до цент 50ра зонда не превышает 0,1 его длины, При этом точка измеренця температуры в среде должна располагаться на перпендикуляре, проведенном к осц зонда через ,точку Ь , где 1; - длина зонда. Тепло- физические параметры вещества вычисля ют путем сравнения полученной температурной кривой с теоретической кривой,73 4рассчитанной для среды с известными значениями теплофизических параметров.Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.Помещают цилиндрический зонд с коэффициентом теплопроводности . ц коэффициентом температуропроводности Ж в исследуемую среду с соответствующими параметрами -2 и 3"2, Радиус зонда 1", . В некоторый момент времени=0 в . нем начинает действовать объемный источник тепла с удельной мощностью (с,. На расстоянии Г"о от центра нагревательного зонда измеряется температура среды.Температура среды в этом случае для, зонда бесконечной длины определяется соотношением;л.т Р,)= т Х,з;,Р,1), О)1 о; -Е =ж, +-; Х:ух=х, м-время; зависимость То ( ХЬ,) выражается аналитически в видеинтегральной формулы,При распространении теплового потока постоянной мощности от линейного источшьчка имеет место условие подобиятемпературного поля в различных точкахсреды в моменты времен 6 ц ,2 такие,ь; -+, .)где "4 , у" - расстояние от источникатепла;- соответствующие моментыЬвремени,когда, достигается одна и та же температура в точках 1"Зля источника конечного радиуса У",условия подобия выполняются приближенно. Проверка проводилась численнымирасчетами при разли ных значениях параметров А, Ж, Р, Ь и показала,что уже при Р Ъ 1,5,.условия подобиявыполняются с погрешностью не более3-5%. При этом для двух сред 3. и 2