Способ определения теплофизических свойств материалов Советский патент 1992 года по МПК G01N25/18 

Изобретение относится к тепловым испытаниям, а именно к способам определения теплофизических свойств материалов.

Известен способ определения теплопроводности и температуропроводности, состоящий в том, что подводят постоянный тепловой поток к поверхности образца, полубесконечного в тепловом отношении, в виде пятна контакта в форме круга определенного диаметра и регистрируют изменение температуры по времени.

Недостатком известного способа является неучет тепловой утечки в окружающую среду.

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения теплофизических свойств при подобной схеме расположения источника тепла на поверхности образца, приводящего в тепловой контакте полубесконечным в тепловом отношении эталонным образцом с известными теплофизическими свойствами, в котором измеряется изменение среднеинтегральной температуры пятна контакта разогрева.

Недостатком указанного способа является ограниченная точность, обусловленная тем, что измерение температуры осуществляется в начальной области нагрева практически при значениях критерия Фурье, меньших 0,1, в которой проявляется искажение температурного поля образца за счет влияния неучитываемой теплоемкости источника тепла.

Цель изобретения - повышение точности за счет уменьшения погрешности, обус- ловленной теплоемкостью источника мощности.

На фиг.1 представлено взаимное расположение исследуемого материала с искомыми теплопроводностью AI и температуропроводностью ai, теплоизолятора с известными теплопроводностью Яа и температуропроводностью 32 и расположенного в

Х|

Јь ON

плоскости их контакта круга радиусом R, по которому выдается постоянная мощность; на фиг.2 - зависимость среднеинтегральной по поверхности указанного круга темпера туры поверхности исследуемого образца V от времени т в степени -0,5.

Способ осуществляют следующим образом.

На поверхность исследуемого образца, представляющего полубесконечное в тепловом отношении тело, наносят теплоизо- лятор, представляющий собой полубесконечное тело с известными теплофизиче- скими свойствами. После начальной термостабилизации исследуемого образца с теплоизолятором в плоскости их соприкосновения по кругу радиуса R подводят мощность плотностью q. Регистрируют скорость изменения среднеинтегральной по кругу температуры поверхности исследуемого тела в зависимости от времени в степени -0,5, По достижении постоянной скорости рассчитывают искомые величины по соотношениям:

0

5

0

Формула изобретения Способ определения теплофизических свойств материалов, состоящий в том, что поверхность исследуемого образца, полубесконечного в тепловом отношении, покрывают полубесконечным в тепловом отношении теплоизолятором с известными теплофизическими свойствами, в плоскости этой поверхности воздействуют по кругу определенного радиуса равнораспределен- ной и постоянной во времени мощностью и регистрируют изменяющиеся во времени значения среднеинтегральной температуры поверхности исследуемого образца, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения погрешности, обусловленной теплоемкостью источника мощности, дополнительно регистрируют скорость изменения среднеинтегральной температуры в зависимости от времени в степени -0,5, и после установления постоянного значения этой скорости искомые величины определяют по соотношениям

Изобретение относится к тепловым испытаниям, а именно к определению тепло- физических свойств материалов. Цель изобретения - повышение точности за счет уменьшения погрешности, обусловленной теплоемкостью источника теплоты. Тепловое воздействие на образец исследуемого материала осуществляют по кругу, контролируют изменение среднеобъемной температуры по этому кругу. Контролируют скорость изменения этой температуры в зависимости от времени в степени минус 0,5. По достижении постоянной скорости вычисляют значения тепло- и температуропроводности, Повышение точности обеспечивается ограничением на область регистрируемых величин, используемых при вычислениях. 2 ил.

-А2;

31

qtf

2 v5TAi tg p

где 9 постоянная скорость изменения величины V по параметру т .

Выбор для расчета искомых величин регистрируемых параметров, исходя из ус- ловия стабилизации значения р, обеспечивает повышение точности вследствие сведения к минимуму погрешности, обусловленной теплоемкостью источника мощности. При невыполнении этого условия даже использование малоинерционного нагревателя может вносить в результат погрешность, исчисляемую десятками процентов.

25

h-fflr -

ai

qR.

2 tg p

где А-теплопроводность исследуемого образца;

q - плотность мощности;

R - радиус круга;

V - среднеинтегральная температура, отсчитываемая от начальной температуры исследуемого образца;

As теплопроводность теплоизолятора;

ai -температуропроводность исследуемого образца;

р - постоянное значение скорости изменения среднеинтегральной температуры;

32 температуропроводность теплоизолятора.

/

/

/(/ 4

№а/