Способ определения теплопроводности материалов Советский патент 1988 года по МПК G01N25/18 

1

Изобретение относится к тепловым испытаниям, а именно к измерениям теплофизических характеристик материалов .

Цель изобретения - повышение производительности при измерениях в интервале температур.

На чертеже изображена схема осуществления способа, на которой показаны испытуемый образец I, линейный источник 2, контактные пластины 3 с управляемым температурным режимом.

Если температура контактных пластин изменяется линейно во времени, то через некоторое время при значенях критерия Фурье F, 2 в образце устанавливается квазистационарное температурное поле, описываемое выр

жением

t(x, -г: ) +

2 а

Экспериментальная проверка спос ба показала, что при нагреве со ск ростью 0,ОА - 0,05 К/с зависимость

где X - координата точки образца, м; 5 (t) в области температур 50-900°С

с время , с; b - скорость изменения температуры. К/с; а - теплопроводность, м /с. Если в момент времени о начинает действовать линейный источник постоянной мощности Q,, то температура образца описывается выражением:

определяется за 6-8 ч при погрешности измерения 3-5%. В то же время известному способу затрачивается 6 8 ч на измерения при одном значении 30 температуры.

Таким образом, при измерениях в интервале температур достигается зн чительное повышение производительно сти измерений.

t(x,

+ А1т

t,(x, c )+b(r-t) +

In + А(х, Q,,a)

где Q - линейная плотность мощности

источника, Вт/м;

А - величина, зависящая от координаты X, значений О, А и а, но не зависящая от времени t . Если измеряются температуры в месте установки источника t, (О, о, ) и t(0, o2 ) в два последовательных момента времени, то из (2) следует, что

t.-t, Ъ(Г,-т,

Д1Г

in -|;- (3)

Здесь f и Т, отсчитываются от момен-55 личину A(t) по формуле

Q In (Т,/Г,)

та времени

Из (3) следует расчетное соотношение для теплопроводности

A(t) (t,-t, ) - Ъ(

ift) - Q 1п(-./Г. ), ,

41Г (.)-b(e,-r. )

Значение скорости разогрева и промежуток времени (, ) следует выбирать таким образом, чтобы выполнялось условие

10

Ъ(Т,--с, ) 0,2 (,).

(5)

Для расчета А необходимо в процессе разогрева (охлаждения) образца периодически включать линейный источник, измерять его мощность Q, температуру в месте его размещения в два

момента времени с и i скорость разогрева Ъ. Измерения повторяют на различных уровнях в процессе непрерывного нагрева (охлаждения).

Экспериментальная проверка способа показала, что при нагреве со скоростью 0,ОА - 0,05 К/с зависимость

(t) в области температур 50-900°С

)

35

)

определяется за 6-8 ч при погрешности измерения 3-5%. В то же время по известному способу затрачивается 6 - 8 ч на измерения при одном значении 30 температуры.

Таким образом, при измерениях в интервале температур достигается значительное повышение производительности измерений.

Способ может использоваться при изучении свойств теплоизоляцио1у1ых материалов, а также при создании промышленных образцов теплофизических

приборов. I

40 Формула изобретения i

Способ определения теплопроводности материалов, состоящий в том, что воздействуют на образец линейным источником тепла, измеряют мощность источника тепла и температуру на линии воздействия в два момента времени, отличающийся тем, что, с целью повьшения производительности при определении температурной зависимости теплопроводности, температуру образца изменяют с постоянной скоростью, измеряют изменение температуры в месте размещения источника и рассчитьгоают искомую ве45

50

Q In (Т,/Г,)

A(t) (t,-t, ) - Ъ(Т,-С.)

где Q - линейная плотность мощности источника, Вт/м; tj и tJ - температуры в месте размещения источника, °С;

моменты времени от начала действия источника, в которые измеряется температура, С; скорость разогрева.

Изобретение относится к области тепловых испытаний, а именно к области измерений теплофиэических характеристик материалов. Цель изобретения - повьшение производительности при измерениях в интервале температур. Температуру образца изменяют с постоянной скоростью. Подводят к образцу тепловой поток, равномерно распределенный по линии воздействия. Регистрируют температуру на линии теплового воздействия в два последовательные момента времени. По полученным данным определяют значения теплопроводности материала в зависимости от температуры. Повышение производительности измерений по сравнению с известными техническими решениями достига- ется за счет исключения термостати- рования образца при ряде промежуточных температур в интервале температур испытаний. 1 ил. i (Л

t-to- BT

//////////л

у///////////////////// ///

бл/г)

///

flv#..

бл/г)