Способ определения теплофизических свойств материалов Советский патент 1984 года по МПК G01N25/18 

Изобретение относится к технической физике и может быть использован для определения теплофизических свойств материалов, например при геофизических исследованиях.

Известен способ определения, тепл физических свойств твердых тел, заключающийся в том, что поверхност тела, теплофизические особенности которого предстоит исследовать, нагревают в течение определенного интервала -времени равномерно распределенным источником, а затем после выключения источника через некоторое время задержки регистрируют температурное распределение нагретой поверхности и по температурным аномалиям судят о наличии областей , отличающихся от соседних областей измененными теплопроводностью и теплоемкостью ij.

Недостатком такого способа является необходимость строгого выдерживания временного интервала нагрева образ-ца и временной задержки межд моментом окончания нагрева и моментом регистрации температурного распределения нагретой поверхности, что приводит к усложнению способа и снижению его эффективности.

Известен способ определения теплофизических свойств материалов,заключаклдийся в том, что при отсутствий теплообмена с окружающей средой, последовательно осуществляют подвод тепла к поверхностям исследуемого и .контрольного образцов от точечного источника, перемещаемого по прямойлинии с постоянной скоростью и регистрируют значения температуры на той же линии при фиксированном отставании от источника 2 .

Однако ввиду использования только одного режима изменения теплового состояния образцов функциональные возможности способа являются узкимипозволяют определять лишь теплопроводность и не позволяют определять температуропроводность образцов

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей способа за счет дополнительного измерения коэффициента температуропроводности.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу определения теплофизических свойств материалов, состоящему в том, что при отсутствии теплообмена с окружающей средой последовательно осуществляют подвод тепла к поверхностям исследуемого и контрольного образцов от точечного источника, перемещаемого по прямой линии с постоянной скоростью, регистрируют значение температуры на той же линиии при фиксированном отставании от источника, дополнительно осуществляют конвективный теплообмен по

верхности образцов с окружающей средой при фиксированном значении коэффициента теплоотдачи и подвод тепла к поверхностям образцов, при этом коэффициент температуропроводности определяют по формуле

--()ЙЙ

где а и а - коэффициенты температуропроводности исследуемого и контрольного Образцову ОдУ S - избыточные предельные

температуры поверхности исследуемого образца соответственно при отсутствии и наличии теплообмена с окружающей средой; избыточные предельные

температуры поверхности. На чертеже схематично показана установка, реализующая предлагаемый способ.

Установка содержит точечный источник 1 энергии, датчик 2 температуры, узел 3 охлаждения, помещенные над контрольным образом 4 и испытуемыми образцами 5. Стрелкой Н обозначено направление перемещения точечного источника 1 энергии, датчика 2 температуры и узла 3 охлаждения относи тёльно образцов4 и 5.

Способ осуществляют следуклдим образом.

Нагревают контрольный образец 4 и испытуемые образцы 5 при отсутствии их теплообмена с окружающей средой подвижным точечным источником 1 тепла, измеряют датчиком температуры движущимся вслед за источником энергии с такой же скоростью, предельные приращения температур от начального ypOBHHsOug контрольного образца и б(Л ,602 г.. исследуеьих образцов. На основании полученных данных определяют коэффициент теплопроводимости каждого из исследуемых образцов 5 по формуле

. . .

(2)

где и 91 ц - коэффициенты теплопроводности « -го и контрольного образцов;

(,; - избыточные предельные температуры контрольного и 1 -го исследуемого образцов.

Затем осуществляют конвективный теплообмен поверхностей образцов с окружающей средой при фиксированном значении коэффициента теплоотдачи, достигаемый за счет узла 3 охлаждения, например компрессора или вентилятора, направляющего поток воздуха на нагреваемые поверхности. Далее, как и на предыдущем этапе испы

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ, состоящий в том, что при отсутствии теплообмена с окружающей средой последовательно осуществляют подвод тепла к поверхностям исследуемого и контрольного образцов от точечного источника, перемещаемого по прямой линии с постоянной скоростью, регистрируют значение температуры на той же линии при фиксированном отставании от источника, о т л ичающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей способа за счет дополнительного измерения коэффициента температуропроводности, дополнительно осуществляют конвективный теплообмен поверхности ; образцов с окружающей средой при фиксированном значении коэффициента теплоотдачи и подвод тепла к поверхностям образцов, при этом коэффициент температуропроводности определяют по формуле