Способ определения теплофизических свойств Советский патент 1987 года по МПК G01N25/18 

1

Изобретение относится к тепловым испытаниям, а именно к определению теплофизиче(ких свойств материалов, и может применяться в сельском хозяйстве, пищевой.и химической про- мьшшенности.

Целью изобретения является повы- шение точности и информативности.

Способ реализуется при воздействии на образец испытуемого материала электромагнитным полем высокой частоты, информацию о теплофизичес- ких свойствах получают, регистрируя изменения температуры в точках, расположенных внутри материала в зоне нагрева.

Определяли свойства тепличного компоста (состав, %: торф 20; суглн нок 60i навоз 20) .

Источник энергии состоял из СВЧ-

генератора мощностью 0,5 кВт (2450 мГц), нагруженного .на рупорны излучатель, раскрьш которого был направлен на почву, и установленног на высоте 5 см над ее поверхностью. Температуру почвы измеряли ртутным термометром в центральной зоне под излучателем. Время облучения 6 мин. Время фиксировали секундомером. Вычисления проведены на программированном микрокалькуляторе типа Элекроника БЗ-34.

На фиг. 1 приведены опытные крив нагрева компоста на глубинах х .0,022 м и х,;, 0,062 м.

Полученные кривые t f (с) дифференцировали по времени при 0 0 (фиг. 1), и из найденных таким образом производных вычислили коэффицие экстинкции k по формуле

Повьшение точности достигается , In t (€)/х, - п t ( С)/х-, 1: 0 проведением испытаний в условиях,

К 1 -

X л х

когда сохраняется естественное сос тояние материала - его влажность, плотность, учитывается зависимость от частоты электромагнитного поля параметров, необходимых для тепло- физических расчетов процессов и ус тановок высокочастотного нагрева.

В данном случае k 10,7 м Для двух значений координат находили два значения W. - отношения удельных диэлектрических потерь к объемной теплоемности почвы .

Wn, t ()/х,, ,181}

W

0,1

t4 S)/x,, о е ,180. 55

На фиг. 2 представлена зависимость температуры от времени при ,022 м после выключения источника СВЧ.

Из этой зависимости в соответствии с уравнением, соответствующим первому моменту остывания

t() г„„ exp(-k,, х),

найдены значения

t 73,8 С и k, 3,08 м.

Коэффициент температуропроводи- мости q найден методом диахомии как корень уравнения, описывающего остывание материала при поддержании на его поверхности постоянной температуры

. У (-2fe-.

1 E (.,JI) 2лПг

- Б

-К,Х

4 Г -%

где Р (z) К dz.

После осреднения значений а , вычисленных для ряда моментов, получено

-7

а 2,06 40 м2/с.

Адиабатические условия на поверхности материала на стадии нагрева обеспечиваются за счет существенного превьшения мощности, вводимой в материал над мощностью, отводимой от материала в окружающую среду.

Скачкообразное изменение температу ры поверхности и поддержание ее постоянной обеспечивают интенсивным обдуванием.

когда сохраняется естественное состояние материала - его влажность, плотность, учитывается зависимость от частоты электромагнитного поля параметров, необходимых для тепло- физических расчетов процессов и установок высокочастотного нагрева.

Повьшение информативности достигается за счет определения наряду с температуропроводимостью параметров WP и k, важных для описания процессов высокочастотного нагрева.

Ф о ула изобретения

Способ определения теплофизичес- ких свойств, заключающийся в том.

что нагревают образец, взаимодействуя .на него электромагнитным полем высокой частоты в направлении от поверхности в глубину образца, и регистрируют изменение температуры образца во времени, на основании чего судят о теплофизических свойствах образца, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности и информативности за-счет определения отношения удельных диэлектричес- их потерь к объемной теплоемкости

и коэффициента экстинкции, в период воздействия электромагнитным полем обеспечивают адиабатические условия на поверхности образца и регистрируют изменение температур в зоне нагрева в двух точках на различных расстояниях от поверхности образца, а после прекращения воздействия скачкообразно изменяют температуру поверхности, поддерживают ее постоянной ирегистрируют изменение температуры в одной из упомянутых точек образца.

Изобретение относится к спосо- :бам определения теплофизических свойств материалов и может применяться в сельском хозяйстве, пищевой и химической промьшшенности. Цель изобретения - повьшение точности и информативности за счет определения электрофизических характеристик образца. В способе используется нагрев образца за счет воздействия на него электромагнитным полем высокой частоты. Используется как стадия нагрева материала, так и стадия охлаждения - после прекращения высокочастотного воздействия. На обоих стадиях регистрируется изменение во времени слоев материала внутри материала, охваченных зоной нагрева. На стадии воздействия обеспечиваются адиабатические условия на поверхности, подвергаемой высокочастотно- му нагреву, а на стадии охлаждения на этой поверхности задается и поддерживается постоянная температура. 2 ил. i (Л 4J

,) X

X, 0.022м

f

t r ,о} 0,062м

го

6 г-60,с

Фн. 1

.2

по T-SO,c

Редактор Н.Слободяник

Составитель В.Вертоградский

Техред Л.Олейних Корректор М.Демчик

Заказ 7706/43

Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушс.кая наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4