Способ определения теплофизических свойств материалов

.(51)4 С 01 М 25 18 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ)д 1 11" соеди перат плиту ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Свердловский горный институт им. В.В,Вахрушева, Уральский политехнический институт им. С.М.Кирова и Западно-Сибирский научно-исследовательский нефтяной геологоразведочный институт(56) Авторское свидетельство СССР В 748207, кл. 6 01 И 25(18, 1977.Авторское свидетельство СССР У 1004844, кл. С 01 И 25/18, 1982.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ(57) Способ относится к области тепловых испытаний и может применятьсядля определения теплофизических,801267242 А 1 свойств горных пород, строительных,конструкционных материалов и теплоизоляторов. Цель изобретения - повышение точности измерений. Она достигается заменой измерения амплитуды колебания температуры измерением отношения амплитуД в двух точках сборки,состоящей из эталонных и исследуемыхтел, а также исключением операции измерения амплитуды мощности тепловогопотока. В центре сборки размещен плоский источник синусоидальных колебаний мощности, к нему примыкают пластины из исследуемого и эталонноготел, Далее располагаются полубесконечные в тепловом отношении образцы из исследуемого и эталонного тел,при этом осуществляется два соединения различных материалов, Регистри- Сруя температуры в местах указанных ний, измеряют сдвиг фаз тем- р ных колебаний и отношение ам колебаний. 2 ил.67242 40 15 20 25 35 1 12ФИзобретение относится к тепловымиспытаниям, а именно к определениютеплофизических свойств материалов,и может быть использовано для исследования горных пород, строительныхи конструкционных материалов, теплоизоляторов.Цель изобретения - повышение точности,На фиг.1 изображено взаимное расположение исследуемых и эталонньктел, источника тепла и регистраторовтемпературы; на фиг,2 - схема установки, реализующей способ.Используется два исследуемых те 1 ла: тело 1 в виде пластины и тело 2бесконечное в текстовом отношении,источник тепловыделения 3, два эталонных тела: тело 4 в виде пластиныи тело 5 бесконечное в тепловом отношении; измерители температуры 6 и7 в плоскостях контакта исследуемыхи контрольных теп. При синусоидальномтепловыделении источником 3 посредством измерителей 6 и 7 регистрируется отношение амплитуды температурных колебаний на стыке тел 1 и 4к амплитуде на стыке тел 2 и 5, атакже сдвиг фаэ температурных колебаний между регистраторами 6 и 7.Повышение точности достигается эасчет замены измерений абсолютногозначения амплитуды колебаний температуры на отношение амплитуд, а также эа счет исключения операцииизмерения амплитуды мощности теплового по-тока.При реализации способа установкавключала измерительную ячейку .с исследуемыми телами в виде цилиндра 1и диска 2, плоским малоинерционнымнагревателем 3, эталонными теламив виде диска 4 и цилиндра 5, измери.тели температуры 6 и 7, усилители8 и 9, устройство 10 управления нагревателем, временной синхронизатор11, аналого-цифровой преобразователь12, микроЭВИ 13, печатающее устройство 14,Временной синхронизатор 11 из колебаний Кварцевого генератора формировал колебания электрического токас заданным периодом, которые черезустройство 10 управления нагревателем,задающим мощность колебаний, подавались .на плоский малоинерциониыйнагреватель 3. От нагревателя в исследуемые и эталонные тела распространялись плоские температурные волны,которые в плоскостях контактов исследуемых и эталонных тел регистрировались термопарами 6 и 7. Сигналы с термопар через усилители 8 и 9 подавались на аналого-цифровой преобразователь 12, где преобразовывались вцифровой код,Цифровая информация вводилась вмикроЭВИ 13, осуществлявшую обработку введенных данных и вычисление теплофизических свойств. Вывод полученных результатов производили с помощьюцифропечатающего устройства 14.П р и м е р. Амплитуда мощноститепловыделения в нагревателе равна40 Вт, частота )=0,0157 с- . Нагреватель изготавливают в виде плоскойспирали. Диаметр составного цилиндра30 мм. В качестве эталона используютоптическое стекло ЛК, имеющее температуропроводность а=0,64 10 ьм /си тепловую активностью=1055 Вт сф/=0,30 10 ьм/с, Б =1180 Вт с /(м К),1=5 мм, " =20 мм и оптическое стекло ТФс а=0,36 10м/с, ь =2640 Втх хс/(м К) =8 мм, 1"=20 ммВ результате определенные из опыта температуропроводность и тепловая активность материалов отличаются от справочных данных по ним не более чем на 17. Формула изобретения Способ определения теплофизическихсвойств материалов, заключающийся в том, что исследуемое тело в виде пластины приводят по двум плоскостям в тепловой контакт с эталонными телами, 5 первое из которых сопрягают с исследуемым телом по плоскости, на которой осуществляют периодические колебания тепловыделения, а второе выполненное полубесконечным в тепловом отношении, сопрягают с исследуемым телом по плоскости, на которой регистрируют изменение температуры, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, свободную поверхность 55первого эталонного тела, выполненного в виде пластины, приводят в тепловой контакт с телом, выполненным иэ исследуемого материала, и телом полу1267242где К а,а ффициенты тем водности иссл талонного тел и едуемого соответсто; 1- толщи ны и с слонного тел соответстве уемого и этавиде пластины 2-,/1-+ ,бесконечным в тепловом отношении,регистрируют изменение температурына плоскостях их .контакта, отношениеамплитуд и фазовый сдвиг температурных колебаний в местах контактов исследуемых тел и эталонов, а теплофизические свойства определяют из соотношений(у. 7 +2 агсй( -- =с 2)-агс С( ----р +д-а 7 вМ 12 )- отношение амплитуд темпера- турных колебаний в плоскостях контактов исследуемых и эталонных тел;Р- сдвиг фаз температурных колебаний в плоскостях. контактов исследуемых и эталонных телеЫ- частота синусоидальных колебаний теплового потока; - коэ пературо - тепловая активность исследуемого и эталонного тел соответственно.