Способ комплексного определения теплофизических характеристик Советский патент 1988 года по МПК G01N25/18 

4

00

Изобретение относится к тепловым испытаниям, а именно к определению теплофизических характеристик материалов. Цель изобретения - повышение точности за счет исключения испытания образца с известными тёплофизи- ческими характеристиками. Образец в виде пластинь помещают в термостат постоянной температуры, наблюдают за изменением температуры образца. После наступления регулярного теплового режима регистрируют тепловой поток на поверхности образца, температуру этой поверхности, температуру в центре симметрии образца и TehmepaTypy среды. По результатам измерений рассчитывают теплопроводность, температуропроводность, объемную теплоемкость образца, а также температуру отнесения. Исключение испытаний дополнительного образца обеспечивает повышение точности за счет исключения из расчетов погрешностей, с которыми известны свойства этого образца. Способ может быть использован при испытаниях как лабораторных образцов, так и натурных объектов - стен и полов зданий. 1 ил. (Г (Л

ffi

1

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

Цель изобретения повьшение точности за счет исключения испытания образца с известными теплофизически ми характеристиками.

На чертеже приведено устройство, реализующее предлагаемый способ.

Используется образец в виде пластины I. На его поверхности смонтированы измеритель 2 теплового поток и измеритейь 3, температуры поверх Аости. Еще один измеритель 4 температуры расположен ,в центре образца Температуру среды измеряет термопа- ра 5. Образец с установленными первичными преобразователями помещают в кассету 6 из теплоизоляционного материала. Кассету с образцом подвешивают на тонких нитях 7 в центральной части воздушного термостата 8 и нагревают в среде с постоян- ной температурой. Температура воздуха в термостате вьше (ниже) температуры образца. Тепловые условия испытаний выбирают, обеспечивая значения критерия Био не менее 0,3, Изме ряемые величины температур и тепло- вого потока непрерывно фиксируются .регистрирующим устройством.

По результатам измерений рассчитывают значения теплопроводности, температуропроводности, объемной теплоемкости и температуры отнесения,

П р и м е р, В кассету был помещен образец диаметром -ЮО мм и толщиной 10 мм из полиметилметакрилата. Температура воздуха в термостате 60 С, начальная температура образца

t. - t.

t -t (U,- ctgfU,

Ч; - с

fU, arccos -r-г,

; tu,; - TC

20 С. Измеряемые величины температур и плотности теплового потока непрерывно фиксировали компенсационным самопишущим потенциометром КСП-4,

В изобретении по сравнению с известными способами исключается необходимость проведений дополнительных испытаний образца с известными тепло- физическими характеристиками. Благодаря этому повышается точность измерений, так как погрешности, с которой известны характеристики дополнительного образца, не влияют на результаты испытания основного образца, Предлагаемьш способ может быть использован не только при лабораторных испытаниях, но и при исследованиях натурных-объектов - стен и полов зданий.

Ф о р м у- л а

изобретения

Способ комплексного определения- теплофизических.характеристик материалов с использованием образца в виде пластины, состоящий в том, что осуществляют теплообмен поверхностей образца со средней постоянной температуры, после наступления регулярного теплового режима регистрируют температуры центра и поверхности образца, а также температуру среды и используют полученные данные для. расче- та искомых характеристик, о т л и - ча. ющийся тем, что, с целью повьш1ения точности за счет исключения испь1тания образца с известными теплофизическими характеристиками} дополнительно измеряют тепловой поток между поверхностью образца и средой, а искомые характеристики рассчитывают по формулам

где Х - теплопроводность;

а - температуропроводность;

с р - объемная теплоемкость;

t - температура отнесения; te - температура среды;

2h - толтцина образца; и tn(i.,) температуры на поверхности образца в i-й и

Ч

;п qui

(i + 1)-й моменты времени соответственно;

-температура в центре образца в i-й момент времени;

- плотность теплового потока через поверхность образца в i-й и (i+l)-fl моменты времени соответственно}

-время.

/

X

8