Способ определения температурного поля деталей сложной формы Советский патент 1957 года по МПК G01D1/02 G01D9/02 

Предметом нзобретения является способ определения температурного поля в любом сечении детали сложной формы при ее нагреве или охлаждении.

Задача теплопроводности из-за трудностей математического характера решена лишь для тел простой формы, а именно, для пластины, призмы, цилиндра, шара. Поэтому для определения температурного поля в сечении детали сложной формы прибегают к различным аналогиям, таким как электролитическая, гидравлическая и др. Такие способы определения температурных полей по сечению детали мало наглядны и очень сложны.

Предлагаемый способ даст возможность определять распределение температур по любому сечению детали сложной формы.

Этот способ основан на аналогии между диффузией и процессом теплопроводности. MaтeJмaтичecкaя теория диффузии показывает, что процесс диффузии (уравнивание разностей концентраций) подобен процессу теплопроводности (уравниванию разностей температур), лодчипяется тем е законам и описывается аналогичными уравнениями, отличаясь лишь постоянными коэффициентами. Следовательно, невидимый процесс теплопроводности можно заменить видимым процессом диффузии окрашивающего веи,1ества в модель детали. При этом линии равной концентрации в любом сечении модели будут соответствовать линиям равных температур (изотермам).

Практическое применение предлагаемого метода заключается в следующем.

Изготовляется несколько одина-ковых моделей детали из вещества изотропного в отношении процесса диффузии. Модели на разные промежутки времени погружаются в диффундирующее вешество, после чего разрезаются в требуемых сечениях. Видимые в сечениях линии, равной концентрации с помощью кальки (или другим способом, например фотографированием) совмещаются на одном чертеже. Полученная картина качественно соответствует картине распределения температур в этом сечении.

Для обозначения изотерм соотЕе ству)ощей температурой к определенному моменту времени выбирают на детали такой участок, по верхность которого представляет собой либо плоскость, либо часть цилиндрической или шаровой поверхности (в сечении это либо прямая линия, либо часть окружности) и который был бы значительно удален от искажающих температурное поле искривленных участков. Задачу теплопроводности на этом участке можно рассматривать как задачу для полуограниченного тела, :цилиндра или шара.

Предмет изобретения

Способ определения темпёратурного поля деталей сложной формы

при их нагреве или охлаждении, отличающийся тем, что, с целью возможности определения распределения температуры в любом сечении исследуемой детали, из гипса или т.п. мате-, риала изготовляют несколько масщтабных моделей детали и помещают их на разные промежутки времени в диффундирующую в материал модели и окрашивающую его жидкость, а после извлечения из лсидкости высущивают и разрезают в требуемых сечениях и по полученным в разрезе линиям равной концентрации диффундирующей жидкости строят линии равных температур.