Способ комплексного определения теплоемкости температуропроводности и электропроводности материалов

) НИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КО ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕН Т СС ИЗОБРЕТДЕТЕЛЬСТВУ Н АВТОРСКОМУ ВО РИА(213 3352732/18-25 помещают в среду с постоянной темпе- (22) 06.11.81: ратурой, разогревают электричеюким (463 15.10,83. Бюл. У 38 током и измеряют распределение тем- (72) В,А.Рыков, Е.С;Платунов . . пературы по длине стержня, падение и В.А.Самолетов.напряжения нанем и силу тока, иду- (71) Ленинградский технологический. щего через образец, от л и ч а юинститут холодильной промыюпенности;: ,щ к.й с я тем, что,с целью повыше- (53) 536. 6(088.8) . : " 1 ния точности при экспрессном измере- (56) 1. Пелецккй В.Э., Тимрот Д.П., нии в широком диапазоне температур, Воскресенский В.Ю. Высокотемператур- изменяют температуру среды с поСтоянные исследования тепло-:и электропро- ной.скоростью, разогревают стержень водности твердых тел,М;, Энергияфф., электрическим током до достижения 1971, с. 61-68. ,нулевогоперепада температуры между2. Филиппов Л.П. Измерение тепло-. ним и окружающей средой, затем обраых свойств твердых и.жидких, метал- . . эец дополнительно разогревают мгноовпрк высоких температурах.М ., венным импульсом электрического то- МГУ, 1967, с. 232-240 (прототип). : ка, измеряют изменение температуры Щ (54) (57) СПОСОБ КОМПЛЕКСНОГО ОПРЕДЕ-. образца. во времени в двух сечениях ЛЕНИЯ ТЕПЛОЕМКОСТИ ТЕМПЕРАТУРОПРО- " - стержня, несимметричных друг другу ЦфДНОСТИ И ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ МАТЕ- .:. относительно среднего сечения стержЛОВ, заключающийся в томчто об- .ня, и по полученным данным опредеразец.в виде стержня, концы которого .ляют искомые величины.образца во времени в двух его сечениях, несимметричных друг другу относительно среднего сечения стержня, и по полученнью данным определяют искомые величины.На чертеже дана схема устройства, п)ясняющая сущность предлагаемого способа.Схема содержит следующие, обозначения: калориметр 1, температура которого меняется.с постоянной скоростью 1 испытуемый образец 2; термопары 3, иэмеряк)щие температуру торцов стержнями;термопара 4, измерякщая температуру калориметра; термопары 5, измерякщие температуру в двух сечениях стержня, несимматричных друг другу относительно среднего" сечения; вольтметр б;.амперметр 7Анализ температурного поля тонкого стержня, разогреваемого электрическим током, концы которого помещаются, в среду, температура которой изменяется с постоянной скоростью,показывает,.что,:-начиная с некоторо.го момента времени, в стержне устанавливается квазистационарное состо. янке, которое при наличии теплообена стержня с окружакщей средой через зазор между ними описывается следукщим выражением:Вр 2) Дэь ь .3,ф е:,А Ъгде35 ЯА=ббе р 0 Псакэ ( а 4 поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу комплексно 1 о определения теплоемкости, температуроароводности и электропроводности материалов, заключающемуся в 50том, что образец в виде стержня,концы которого помещают в среду спостоянной температурой, разогреваютэлектрическим током и иэмеряюй распвределение температуры по длинестержня, падение напряжения на неми силу тока, . идущего через образец,изменяют Температуру среды с постоянной скоростью, разогревают стерженьэлектрическим током до достижения 0нулевого перепада температуры междуним и окружающей средой, затем обра- езец дополнительно разогревают мгно- твенных импульсом электрического , втока, измеряют изменение темпарвтуры 65 . Изобретение относится к теплофизическим измерениям и може быть использовано в материаловедении при изучении Физико-.технических свойств электропроводных материалов.Известен способ определения теплопроводности металлов, заключающийся в том, что образец нагревают пропускаемым через него электрическ-, ким током и измеряют распределение температуры вдоль образца при пос тоянной мощности нагрева 1 .Недостатками этого способа являются длительность определения температурной зависимости теплопроводности в широком диапазоне температур 15 .и невозможность измерить еще один теплофизический параметр (тенлоемкость или температуропроводность)Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигае- р) моку результату является способ комплексного определения теплопроводности, заключающийся в том, что обе разец в виде стержня, концы которо.Го помещают в среду с постоянной 25 температурой, разогревают электрическим током и измеряют распределение температуры по длине стержня, падение напряженна на. нем и силу истока, идущего через образец Ц . З 0Основным недостатком известного способа является длительность снятия температурной зависимости искомых параметров, обусловвенная ступенчатьи характером .перехода от одного температурного уровня к другому и длительностью создания требуемого температурного режима опытаКроме того, этим способом определяется только один теплофизический параметртеплопроводность. 40Бель изобретения - . повышение точности при экспрессном измерении в широком диапазоне температур при увеличении числа измеряемых теплофизических характеристик. 5 т (х) " пеРепад температур междторцами стержня и его сече-ниям, параллельньк его торцам и проходящим через точку с координатой х, К 1х - координата, м;б - коэффициент электропроводности, ОмЬ - скорость изменения температуры среды, Кс- сила тока, А;С - удельная теплоемкость материала образца, Дж кг К 1- плотность материала образца, кг м 1,Б - площадь поперечного сечениястержня, мОс - эффективный коэффициент теп.лообмена между стержнем исредой в зазоре между ними,Вт мК ;( - длина рабочего участкастержня, м.Из выражения (1) следует, что сли Вст (х): О, т.е. перепад темпераур между средой и стержнем отсутстует, то имеет место равенствоА-Ь= О, (21Заказ 7923/50 Тираа 873 ПодписноеВНИИПИ.Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий11.3035, москва, ж, Раушская наб., д,4/5 х Филиал ППП Патент, г,уагород, ул.Проектная,4Ф от темйературы, которая вообще непозволяла проводить измерения известньи способом вблизи Фазовых переходов,Работоспособность способа моает бытв проиллюстрирована следуацими . данчжи, Рассмотрим образец длиной ф 1.00 мм(в работах, исполъзукщих стационарную методику, образцы были; длиной от 70 до 200 мм) . Пусть 10 =1/2, х.Ъ/4, тогда параметр А, = 0,35355, параметрЯА 0,2563. Для меди времяА 2,5 с,дляболь. Ъвйства сталей сд 50 с. Таким обра"Р зом, время находится в таком диапазоне, который легко измеряется. Дляопределения теплоемкости при скорости разогрева среды Ь0,05 К/с идиаметре образца 5 мм необЩЙнмыследУкщие токи Длн меди 32 А 1 Длябольшинства сталей 4 А. Создание и .измерение таких токов не представляетбольшой трудности. Для определенияэлектропроводност необходимо измерять падение напряаения на образце,Для рассматриваемых образцов и токовпадение напряиения на медном образце 2,8 мВ,. на стальном образце20.мВ.