Способ определения теплофизических характеристик материалов Советский патент 1990 года по МПК G01N25/18 

Изобретение относится к технической физике, а именно к измерениям теплофизи- ческих характеристи.к материалов,

Це,1ь изобретения - повышение точности onf еделения теплофизических характеристик материалов.

CyiuHocTb способа заключается в следующем.

Tef мостатируют образец из материала с известными теплофизическими свойствами при постоянной температуре, воздействуют на его поверхность фиксированным числом тепловых импульсов от линейного источника теЬла с постоянной энергией q в каждом импульсе с заданным периодом сле- довзнщ Го. Измеряют температуру образца

в точке, расположенной на фиксированном расстоянии X от линии нагрева в плоскости нагревателя на поверхности образца. Регистрируют временной интервал между подачей последнего импульса и моментом достижения максимальной температуры в: точке регистрации. Затем повторяют те же операции для образца - объекта испытания, причем после подачи определенного числа импульсов изменяют период их следования, исходя из разности температур образцов после равного числа импульсов. Период следования увеличивают пропорционально разности температур обьекта испытания и контрольного образца.Такое изменение частоты обеспечивает наилучшее выравнива- .ние температур обоих образцов к моменту

о о

00

ел

W

ел

достижения регистрируемых максимумов температур, соответствующих последнему импульсу. На основании полученной инфор- маций рассчитывают теплофмзические характеристики, исходя из того, что приращения температуры Т образца из материала объекта испытания и образца из материала с известными теплофизическими свойствами при неизменном периоде следования импульсов Го выражаются со- отношениями типа

В

. (п-1Хо Р - Гп-(п-1Х

.

4а

Я-теплопроводность; а - температуропроводность:

7п - интервал времени от момента подачи последнего импульса (п - число импульсов) до момента наступления макси- .мальной температуры в точке регистрации.

Для вычисления температуропроводно- сти используется формула

я-я . а-OH у ч ,

(fn) и

где индекс и означает принадлежность к образцу из материала с известными тепло- физическими свойствами..

Выравнивание конечных температур испытания, проводимое без введения дополнительных тепловых воздействий (поми- МО необходимых для вычисления искомых величин, обеспечивает повышение точности способа.

Пример. При реализации способа испытываются материалы : фторопласт-4, стекло ТФ, кварц, в качестве материала с известными теплофизическими свойствами

используется полиметилметакрилат. Применяются микротермопары с диаметром термоэлектродов 100 мкм, расположенные на расстоянии 200 м от линейного нагревателя. Значение Го 4 с, п 10.

Испытания показали согласование полученных значений температуропроводности и теплопроводности с известными.

Способ рекомендуется к использованию при массовых сравнительных испытаниях однотипных материалов.

«

Формула изобретения

Способ определения теплофизических характеристик материалов, состоящий в том, что на поверхность обьекта испытания воздействуют по линии тепловыми импульсами постоянной мощности и периодом следования, регистрируют температурно-временные изменения в точке образца, расположенной на фиксированном расстоянии от линии воздействия, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, проводят испытания материала с известными теплофизическими свойствами при заданных периоде следования и числе импульсов, регистрируют временной интервал между подачей последнего импульса и моментом достижения максимума температуры, воздействут на исследуемый образец тем же количеством импульсов, после нескольких импульсов изменяют период их следования пропорционально разности приращений температур объекта испытания и материала с известными теплофизическими свойствами, после равных количеств импульсов регистрируют временной интервал подачей последнего импульса и моментом достижения максимума температуры, на основании чего рассчитывают теплофизические характеристики исследуемого материала.

Изобретение относится к технической физике. Цель данного изобретения - повышение точности определения. Способ является сравнительным: используется дополнительный образец из материала с известными теплофизическими свойствами. На этот образец воздействуют импульсами постоянных мощности и частоты от линейного источника теплоты. Такое же воздействие осуществляют на образец из испытуемого материала. После определенного числа воздействий разность температур образцов используют для изменения частоты следования импульсов, воздействующих на один из них. Направление этого изменения должно обеспечить выравнивание температур образцов в конце испытания. Реализация этого условия обеспечивает повышение точности определения. Для вычисления температуропроводности и теплоемкости регистрируют интервалы времени между последним импульсом и моментами достижения максимальных температур, а также используют значения приращений температур.