Способ определения теплового потока

найти величину теплового импульса максимальную температуру в Фиксированной точке образца и время поступления этого максимума.Имеется разновипность этого 5 метопа пля сФерического образца, однако массовое изготовление сферических образцов достаточно сложно, что сужает обдасть применения метопа. оУДля массовых испытаний наиболее приемлемым является плоский образец, например такой, который используется в способе определения удельной теплоемкости метопом мгновенного теплового импульса. Опнако опрепеление опной теплоемкости соверщенно непостаточно.Известен также способ, когда 2 о в одном эксперименте определяют сразу две (т,е. практически все) теплоФизические характеристики, учитывая существующую межпу ними зависимость 25Я = аСо, (Ц.причем,панные измеряются в следующйх ециницах;л - крд-мчас. гра,п;а - м /часс, - ккал/м . гра,п.Норяпок эксперимента слепующий.0 серецину образца имеющего 4 оаму зуса сечением 0,2 х 0,2 м и циной 0,4 м, закланйвают полый латунный пйск, Диск имеет трубки цля залива в йего жипкости и установки термометра, которым измеряют его температуру, На некотором расстоянии от пдоскости, писка против его центра в образце устанавливают термометр или термопару, Образец термостатируют вместе с .писком, после чего в начальный момент эксперимента в циск заливают опрепеленное количество рабочей жипкости (воцы) , температура которой отличается от температуры образца. В результате в образце по обе стороны, " от циска симметрично сознаются тепловые волны, имитирующие волну мгновенного теплового импульса при которой температура в любой . точке образца повышается, постигает максимума, затем снижается (для случая охлажйения изменение бупет обратным, т.е. бунет происходить понижение темйературы, а затем повышение ее),Рабочую жидкость через некоторое время выпускают из писка, предваритедьно измерив ее конечную 7 5температуру, что пает возможностьпо ее теплоемкости определить интенсивность импульса,- Бгпе ц, - интенсивность импульса,ккад/м;Ю - мошость источника;г - площадь теплообмена,В эксперименте измеряют такжевремя Хм , в течение которогов точке образца, постигается максииальная (или минимальная) темпеатура, и ведичину последней йо этим,д анным вычисляют вначалетемпературопроводность образца:Я Смакегде- расстояние точки замераот плоскости .писка, м;Гм - время достижения максимума, час,а затемобъемную теплоемкость поФормулехооЯ24 ам(о ю) " ЛЛ Е ЧрС ,":( - О 484"ргде й - половина кодичества тепла,отпанного рабочей жипкостью за время пействия импульса, ккад,Й, АЙ 17 Я) РСж - теплоуюкость рабочей жипкости, ккад/м ;д - объем рабочей жипкости, м- начальная и конечнац температура рабочей жипкости, СрГ - расчетная площапь образца(диска), м;- йачальная температура образца и максимальная температура егона расстоянии хм от писка, С.Теплопровопность опрепедяетсярасчетом по Формуле (1).Однако при использовании этого известного способа применяютсягромоздкие образцы, точное измерение импульса затрупнено, так какнанежно измерить срепнюю температуру ограниченного объема жидкостипри интенсивном теплообмене практически невозможно, а теплоемкостьжипкости изменяется с изменениемтемпературы. Кроме того, расчетноеопределение теплопровопйости даетзначительную погрешность, которуютрупно оценить и проконтролировать;термостатирование громоздкого образца требует много времени. Цедь изобретения - повышениеИ 8375точности, ускорение процесса измерения тейло 4 изических характеристик и обеспечение возможности экспериментального опрепеления теплопровопности. 5Цель .постигается тем, что плоский тепловой импульс создают отмеренным количеством кипящей жипкости с температурой кипения нижетемпературы образца и измеряют 1 овремя ее выкипания.В качестве рабочей жидкостиприменяют жипкий азот,С целью препотвращения искажающего измерейия паразитного поп- . 15тока тепла с боковых поверхностейобразца после выкипания жипкости.их временно теплоизолируют.Для препотвращения утечки рабочей жипкости при ее попаче на ра- юбочую поверхность применяют ограждающую непроницаемую пля жидкостиоболочку образца, которую выполняют из тонкого малотеплопровопногоматериала.25Теплофизические характеристики тверпых тел определяют следующим образомНа горйзонта льну ю поверхностьпрепварительно термостатированного1 бразца попают отмеренное количество рабочей жипкости, кипящей приатмосферном давлений с температурой кипения ниже, чем температураобразца; измеряют площапь этой поверхности, нреия выкипания жипкости, .иреия с момента подачи жидко-.сти на образец,по момента, когда вточке на расстоянии от поверхностиобразца температура постигнет сво Оего минимального значения, минимальную температуру в указаннойточке.По полученным,панным расоитывают тел 1 пературопровопность по фориуле (1) объемную теплоемкость поормуле 3) и теплопровопность порму леЙ /Ха Я Д 50гы;ь,д 2 В.-ь ) Х,где к -время выкипания рабочей жФРо. ти ча ф- нлойадь рабочей поверхности о 1 разца, на котоуой выкипает рибочал жипкость, м1 е - температура рабочей жид 1 остиф оО,Йзр 1 лу ла (4) получена из обще 11 знес:1 ного выражения для интегражнцо теплопритока к поверхности 6полуограниченного тела с постоянной начальной температурой приграничном условии первого ропа,Фактическая максимальная относительная погрешность эксперимента опрепеляется из условия (1),например, по выражениюПример . Устройство пля опрепеления теплофизических свойствтверпых тел по предлагаемому способу полжно содержать термостатирующую камеру (для выперживанияобразцов), автоматический электронный потейциометр для фиксированиярименения температуры в точке образца, секунломер,пля отсчета времени выкипания, сосуп Дьюара пляхранения рабочей жидкости и мерныйсосуд дм попачи рабочей жипкостина поверхность образца,В исследуемом образце на расстоянии Х = 15-20 мм от торцовойрабочей поверхности образца известной площапи сверлят канал,по осиобразца пиаметром окою 1 мм, куцавставляют термопару. Канал заделывают более теплопровопным, чем образец, материалом, Образец по образующей склеивают лентой,пиаграммной бумаги выступающей нап рабочеи поверхностью на 30-40 мм, Образец выдержанный в камере при запанной температуре, подключают кпотенциометру, отметив нача .ьнуютемпературу образца, как можно быстрее (1-3 сек) на рабочую поверхность последнего попают отмеренноеколичество рабочей жидкости, опновременно включают секунпомер и пиаграммную ленту потенциометра. Кипение рабочей жипкости на поверхности образца является пузырьковыми происхощц, при коа 441 ициенте теплоотпачи 10 - 10" ккал/мчас гра 1При этих .условиях температура поверхности практически равна температуре рабочей жипкости, Визуальноотмечают момент выкипанйя жипкостина поверхности образца, выключаютсекундомер, фиксируя время выкипания жипкости й, на потенциометрезаписывается изменение температуры в точке образца на расстояниих , пока не будет отмечен минимум температуры,По записи отмечают время Е.постижения минимума температуры 1,в точке хПо полученным трем эксперимен.74485 известной теплоте исп ения рабочей жидкости ы , кка кг, и ее объемному весу, кг/м , йлощади рабочей поверхности образца Р; м, температуре кипения рабочей жидкости й, начальной температуре образца , вычисляют величиныа,с Я по Формулам (1), (3), (4), а затем оценйвают погрешность экс- оперимента по соотношению 5). б8РФВПТ ЗЗОБРЕТБНИЯСйособ определения теплбвого потока, подводимого к предварительно. термостатированному образцу при теплофизических измерениях, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения процесса измерения, определенное количество жидкости с температурой кипения ниже температуры образца подают на поверхность образца и измеряют время выкипания жидкости.чСост а ни тел ь ВОТО Г Р ИСК И ИРедактор И ОРлОВэ техред Л, ЧВВушьйн корректор МНЭСтефсваЗаказ Я Д Изд. М щ 2 Тираж яПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССРно делам изобретений и открытийМосква, 13035, Раушская наб., 4Предприятие Патент, Москва, Г, бережковская иаб., 24