Способ определения теплофизических характеристик влажных материалов Советский патент 1989 года по МПК G01N25/18 

Изобретение относится к тепловьи испытаниям, а именно к определению теплофизических свойств материалов.

Цель изобретения - повышение точности определения теплофизических характеристик материалов.

В начальный период стационарного режима в образец вводят заданное количество воды и периодически изменяют температуры поверхностей образца одну на другзпо так, чтобы менялось направление теплового потока до тех пор, пока не стабилизируется отношение разности температур к плотности

теплового потока, и при этом определяют теплопроводность образца.а после динамического режима, в котором определяют теплоемкость образца, температуры поверхностей устанавливают равными начальным.

При использовании предлагаемого способа повьшается точность измерений за счет сохранения заданной структуры и плотности образца, увлажняемого непосредственно в измерительной ячейке, а также за счет улучшения и ускорения выравнивания влажности по образцу путем периодической смены направления теплового потока с одновременным контролем стабилизации влажности по отношению разности температур к плотности теплового потока.

На чертеже представлен график изменения температур на обеих поверхностях образца (а, б) и среднеобъем- ной температуры образца (в), а также плотности теплового потока на этих поверхностях (г д)

Способ осуществляют следующим образом.

Организуют стационарный тепловой режим (период I), установив на поверхностях образца температуры t. и

с2 путем термостатироваиия нагревателя и холодильника, между которыми размещен образец. Разность температур t, устанавливают в пределах 1-ЗК.

С помощью самопишущего регистрирующего прибора непрерывно измеряют сигналы измерителей температуры и плотности теплового потока, размещенных на поверхностях образца, прилегающих к нагревателю и холодильнику. В образец, масса и влажность которого известны, . вводят заданное количество воды Пос- ле этого периодически меняют температуры нагревателя и холодильника одну на другую, переключая, например потоки термостатирующих жидкостей с нагревателя на холодильник, а с холодильника на нагреватель, и обратно. При этом меняется направление теплового потока, пронизывающего образец, а разность темпертур на образце остается без изменений и после кратковременных возмущений восстанавливается стационарный режим (периоды II и III) Такие возмущения проводят до тех пор пока не стабилизируется отношение разности температур к плотности теп- лоного потока t/q, и при этом определяют теплопроводность образца

aib

(t,-4)

которую относят к средней температуре образца

f - 0,5(t,-ti), где q q,-q,- плотность теплового потока в стационарном режиме; h - толщина образца.

После этого осуществляют динамический режим синхронньм изменением температур нагревателя и холодильнн

20

922524

ка на одинаковый интервал 3-5 К (периоды IV-VI).

При этом плотности теплового потока через поверхности образца изменяются так, что разница их, характеризующая накопление теплоты образцом, увеличивается до тех пор, пока не произойдет стабилизация температур нагревателя и холодильника. Затем в процессе упорядочения теплопереноса через образец (период V) плотности теплового потока на его поверхностях выравниваются и переходный режим завершается. По данным переходного режима определяется объемная теплоемкость образца

ср 10

t5

(Ч-Ц)ь

которую относят к средней температуре образца в переходном режиме

5

5 о д

5

0

С

р S

К 0,5(fH+ti),

где; «С - массовая теплоемкость; плотность;

площадь диаграммы, ограниченная кривыми гид (периоды IV.и V, заштриховано); коэффициент, учитывающий масштабы диаграммы по времени и по плотности теплового потока и служащий для пересчета величины площади диаграммы в величину количества накопленной образцом в переходном режиме теплоты; t - средняя температура образца

до переходного режима; tj - средняя температура образца

после переходного режима. После окончания переходного режима температуры нагревателя и холодильника устанавливают начальными (периоды VI и VII).

Способ пригоден для исследования теплофизических характеристик материалов с помощью модификаций известных устройств. Он позволяет повысить точность определения теплофизических характеристик, использовать один и тот же образец CQ стабильной структурой и плотностью, размещением капилляров и характером действия межмолекулярных сил, а также ускорить и упростить испытания за счет исключения операций, связанны:х с заменой образцов.

Изобретение целесообразно использовать для комплексного исследования

-9

Изобретение относится к тепловым испытаниям, а именно к определению теплофизических свойств материалов. Цель изобретения - повышение точности определения теплофизических характеристик. В начальный период времени на станционарном тепловом режиме в образец вводят заданное количество воды и периодически изменяют температуры поверхностей образца так, чтобы температура одной из поверхностей равнялась температуре другой. Изменение температуры производят до тех пор, пока не стабилизируется отношение перепада температуры по толщине образца к плотности теплового потока и при выполнении этого условия определяют теплопроводность образца. В момент окончания динамического режима температуры поверхностей образца устанавливают равными начальным и испытание продолжают при другой влажности исследуемого материала. 1 илл.