Способ неразрушающего измерения теплофизических свойств материалов Советский патент 1985 года по МПК G01N25/18 

I Изобретение относится к области теплофизических измерений и может быть использовано при исследовании теплопроводности Л и температуропроводности 01 материалов холодильно техники, строительных материалов, тештонагруженных конструкций энерге тических объектов. Цель изобретения - повышение точ ности измерений путем исключения вл ЯНИН имеющихся градиентов температу и источников тепла в исследуемом теле на результат измерения. Сущность способа заключается в следующем. Исследуемый материал рассматривается как полуорганический массив с постоянными теплофизическими характеристиками Л и а . Начальное распределение температур в материале t( 0) (z), где ось Z направлена вглубь массива, имеет ноль на поверхности тела. Начиная с момента 4 О оба элемента приводятся в тепловой контакт с телом, и в одном из элементов вьщеляется мощность W в расчете на единицу площади контак та.При сделанных предположениях температурные возмущения t (х,у,z), вносимые каждым из элементов в мате риал, описьшаются уравнением 2 1 ti.i а . о гг а 5t А с граничными и начальными условиями -С + 1 X N е Q о с/Г 1,2 , x,y,SJ, (Ь где V - текущее время; t. - - температурные возмущения, вносимые каждым из элементов в материал; Л и а- теплопроводность и температуропроводность материала; q - мощность объемных источников тепла в теле; Cj, - теплоемкость элемента в расчете на единицу площади; W - мощности, вьщеляемые в рас чете на единицу площади кон- 55 такта; Л - область контакта элемента с телом. При тана где С ние лов дии ков 232 При измерении разности температур б t - tj между дисками получают истему Ив-±4.о о ж 1 -eSZ , (4) , X, v,fl . (5| сч , . . Система (4)-(6) не содержит инфор мации о неравномерности поля в теле и источниках тепловыделения. Решение системы (4)-(6) для элементов в виде диска и моментов времени и - 0,6 г|/а W Га Г. 1 Го 1- 1 -5 - --- -Jгде г,- радиус диска. Соотношение (7) показывает принципиальную возможность определения теплопроводности и температуропроводности материала по измеряемой в опыте разности температур дисков 0(1/У). Действительно, зависимость 0 (1/J© оказывается линейной, причем экстраполяция прямой к значениям позволяет найти установившееся значение перепада в установившейся стадии и по нему рассчитать теплопроводность , в с-гоч где стаи, установившийся перепад температуры между дисками. Температуропроводность рассчитьшается из тангенса К угла наклона прямой 9(1/У) г 1 -4л о 2 необходимости может быть рассчии объемная теплоемкость Л/а С - удельная теплоемкость; о - плотность материала. пособ позволяет проводить измеретеплофизических свойств материаи изделий в процессе эксплуатапри наличии в них тепловьк потоИзмерение температуры элемента

311762234

относительно такого же второго эле- :материалов с низкой теплопроводмента дает возможность получать ий- костью, а также- повысить точность формацию в одном опыте и сократить измерений в 1,5-2 раза в результате время измерений в 2,5-3 раза, что исключения влияния температурных особенно важно при измерении свойств j градиентов в исследуемом теле.

СПОСОБ НЕРАЗРУШАЩЕГО ИЗМЕРЕНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ, заключаклщйся в том, что на исследуемьй материал устанавливают теплопроводящий элемент, температура которого выше температуры исследуемого материала, и измеряют изменение его температуры во времени, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности измерений путем исключения влияния имеющихся градиентов температур и источников тепла в исследуемом материале, в теплопроводящий элемент подают энергию, проводят измерения температуры его во времени относительно такого же элемента, который устанавливают на исследуемый материал вне зоны теплового влияния, причем температуры обоих элементов в момент установки одинаковы, а время измерения f должно удовлетворять соотношению S (Л ri/a 0,6 где Гр - радиус теплопроводящего элемента; а - температуропроводность исследуемого материала, и по измеренным температурам определяют искомые параметры. ч Од 1С (С со