Способ комплексного определения теплофизических характеристик материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 3 ДП 0 01 Л 25/18 ФОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(561. Авторское свидетельство СССР Ф 100931, кл, 0 01 И 25/20, 1953. 2, Авторское свидетельство СССРР 817563, кл. 0 01 Л 25/18, 1979(.;4)(57) СПОСОБ КОМПЛЕКСНОГО ОПРЕЦЕЛЕНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛОВ на плоских образцах в квазистационарном режиме путем измерения температур и плотностей теплового потока и последующего расчета искомых величин, о тл и ч а ю щ и й. с.я тем, что, с целью уменьшения погрешности определения, исследуемый образец помещают между двумя эталонными образцами, датчики температуры размещают в эталонных образцах, на поверхности эталонных образцов, не контактирующие с исследуемым образ.цом, воздействуют тепловыми потоками постоянной различной . плотности.Изобретение относится к теплофизическим измерениям свойств материаЛОВг НаПРИМЕР ЛИНОЛЕУМат Б ЧаСТНОСТИ К СПОСОбу комплексного определениятеплофиэических характеристик,. иможет быть использовано в проглью 5 леьности строительных материалов, химической технологии и т,п.Известен способ комплексногоОпределения теплофизических характеристик (ТОХматериалов в плоскомслое в квазистационарном тепловомрежиме при симметричном нагреве(охлажденииобразца тегловыми потоками постоянной мощности либо приНагреве в среде, температура которой изменяется с постоянной скоростью,. Согласно этому способу измеряЮТ Т 13 МПЕРаТУРЬ Б РНЗЛИЧНЫХ ТОЧКаХисследуемого образца в фунОпии времени и тягловой поток, расходуемыина нагрев образца 1.1 т 1.Недостатком этого способа является необходимость размещения датчиков температуры в исследуемом образце, что связано с нарушением целосности образца и снижением точностиопределения ТфХ из-за погрещностей,возникающих при определении коордиНат датчиков температуры.Наиболее близким к изобретениюПс техничоскОЙ,сущнОсти и дОстигаемомг Оезультату 5 вляется спОсОбКО тПЛЕ 1;СЬОГО ОпрЕдЕЛЕНИЛ тЕПЛОфизИческих хасе теристик материаловЕа ПЛОСКИХ ",бгэазцак Б :Вазнс аг.,с 1 ОН .Р:-гог Регтзтглэ пУтем иэмеРениЯ ".ем 1. Е то а Т т,с Э И 1.О Т Н О С Т Е Й ТЕПЛОВОГО П ОТ ОК- тт ГОсггст-тлгаггСГ О ОастЕта 51 КогстъХВЕЛИЧИН ПО ССОТВЕТСТ сУгйтггг.м т)ОРгУлом . 2," .НЕТОСТ сгт ".:,Огтг эзс 1 С 1 О 0 СттОСОбаЯВЛЯЕТСЯ 3: ЧИ ЕЛЬН 351 ПОГРЕгггОстгв,СВяэак 1 Ная С НЕОбходИМОСТЬЮ тасЕрЕ -нивт тепераур на Г;оверхности ис.1 е,ттуегттс.го Обре 3 ат . НОГ реыс ость Ннй ГтРИ ".алойтлЩИНЕ 1; т",т;,тЕВУ.МОГО образца насГ:риер при гОтт"танис";тИС г стазис л ля а тгост НЬттс т, та "1",: йттст лсаВкоГ -а тол . гса исслеДУемо.О "тбРаэЦаС О И 3 гЛ 3 О1 Л гс:. Т О: т: И и От П с" . Ц К са Е ттг."ПЕРат. РЫ; КООРДИНа:а;-.аэтЛЕЩЕНИЯ ДатЧика ТЕгтгггЕтсЗ ТУРЫ .1 РаКТИЧсСКИ НЕ ОП" ,ределена.;.1 тель гэсбРетенггЯ - Утеьгението ОЕгНОСГ" ОггтрЕдЕЛЕ 11 тг"г .1:,Епсъ Дтос -т.Г - ,ЕТС 5 т ТЕ. 1 О СОГЛасО СПОСОбУ КОМПЛЕКСс ОГО ОПРЕ:1 ЕЛЕНИЯ 1 ЕП ЛОО)ИЗИЧЕСКИХ ХЮЭаг.ТЕРЕС Тг К тма ГЕРИсалсн На ПЛОСКИХ ОбРаэда В КВаЗистаЦИОНИРгтОМ РЕжгт 1 Е 1 УТЕс ИзгтЛЕРЕ Я ТЕМГтОРаТУР И ПХ 1 О . НОС ТЕЙЕПЛОВО ГО ПОТОКЕ И ГОСЛЕДУО"гтЕГО РаСЧЕта ИС 1 ОМЫХ зэт 1 ИЧК:" ПО СООТБОТСТВУЮЩИМ тЪОРМтзлам г " .г Спсэ ггу ЕМЫтт 5 Обра 3 Е Ц ПОМЕ- щсЮТ МЕтжд 5 дпумя эталоггсггьгс 1 И Осйразца " ми, датчики температуры размещаютв эталонных образцах, на поверхности эталонных образцов, не контактирующие с исследуемым образцом, воздействуют тепловыми потоками постоян5 ной различной плотности.П р и м е р. В качестве объектаисследования выбран поливинилхло -ф 4ридный линолеум плотностью =.1,6 хх 10 кг/м1 О Изготавливают образец в виде диска диаметрогл 0,05 м и толщиной0,003 м, Эталонные образцы в видедисков диаметром 0,05 м и толщинойОс 006 м изготавливают иэ полиметилметакрилата (оргстекла, имеющегослелтгюгггие .характеристики: оа 1,17 хх 10 кг/мс,т Два 0,187 Вт/(м 1 тг,С й = 1440 Дж/(кг.К), ао -- 1,111 хх 10 м 2/о.На левую грань трехслойного образца (координата х = 0), состоящего из образца линолеума, помещенного между двумя эталонными образца ми, подается тепловой поток постоянной пдотности с = 116,3 Вт/м , Правая грань трехслойного образца (координата х = 0,015 мтеплоиэолиру"ется, т.е. ц= О. В ходе эксперимента фиксируются показания датчиков температуры, размещенных в этало 1 ных образцах, Датчики температуры хромель-копелевые термопары из1 роволоки диаметром 0,1 мм размещаются в эталонных образцах симметрично относительного Образца и име.35 ют координаты х = 0 003 и х3- 0,0" 2 м,т(РИТЕРЬ 1 ЕМ НаСтУПЛЕНИЯ КВаэИСтац;гонарного режима является установление постоянной скорости изменения30 показания термопар и постоянной разности их показаний. В стадии квазиста.: онарого режима, наступающейчерез 20 глин фиксируют следующиевеличины: температура Т (х 1 26,370 С,45 тсмпература Т (хт 971 С; скоростьт 3:тенения темгтературы "ь= 4,228 х/ Заказ 320/42 Тираж 823 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 и ТФХ эталонных образцов с достаточной степенью точности соответствуют температуре, равной среднеарифметическому температур Т (х),и Т(х ),а погрешности закономерностейЙЙЫистационарного режима, обусловленные зависимостью ТФХ от температуры, не превышают 1. Наиболее просто указанное условие удовлетворяет-,ся,если один из потоков ци., ра-.вен нулю, или если они фмеют разныезнаки, так как в этом с 1 учаю,расиределение температуры по толщине трехслойного образца являются монотонйойфункцией и предварительная оцеика: величины разности Т (х ) - Т х),например, по формуле (1) позволяет выбрать допустимые значения потоков Чи . В случае же, когда потокииодного знака,для определения допустимых значений ц ипри которых выполняется указан ное ограничение на перепады температур, можно воспользоваться соотношениями (8 ) - (10). Формулы ( 8 ) и(10 ) могут быть также использованыдля определения ТФХ исследуемого О образца по показаниям одной термопары. Однако в этом случае возникаетдополнительная погрешность, связанная с необходимостью определениязависимости температуры от 5 времени и учета начальных условий