СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИКМАТЕРИАЛОВ Советский патент 1971 года по МПК G01N25/18 

Изобретение относится к теплофизнческим снособам исследования материалов.

Известные снособы определения теплофизических характеристик материалов нозволяют рассчитать теплофизические коэффициенты, еели известны мощности теплового импульса. температура в определенной точке эталонного образца и время до момента достиже1 ия максимального значения температуры в этоп точке.

Известным способам определения теплофизических характеристик свойственны такие недостатки, как недостаточная точность в определении мощности теплового импульса, особенно если продолжительность его действия мала (менее 0,5 мсек), и неточность в онределении момента наступления максимального значения темнературы в заданной точке, так как этот максимум довольно пологий. Кролге того, источник теплового импульса в большийстве случаев располагают посредине пластины из испытываемого материала, что не всегда возможно сделать.

Предлагаемый способ отличается от известных тем, что подают тепловой HwnyvTbc от источника мгновенного тепла в место контакта двух эталонных гел, измеряют изменение температуры во времени, тем же тепловым импульсом воздействуют на место контакта этаvTOHHoro и исследуемого тел, измеряют изменение температуры со времени в .месте контакта и в одном из сачений исследуемого тела и, соноставляя результаты измерений для одного и того же момента временн, расчетным путем определяют искомые величины.

Это позволяет новыснть точность онределення тенлофизически.х характеристик материалов.

Нсследовання нроводились для тел, которые рассматривались как полуограниченные, а источ1П1к тепла располагался на ограничивающей поверхности тел.

В одном экснерн.менте плоский мгновенный источник действует в месте контакта пол)ограниченных тел из эталонного материала н заннсывается временная кривая изменения температуры ко1ггакта. Во втором экснерименте мгновенный плоскнй источ1П к тепла той же MouiHOCTii действует в меетс ко}1такта тел из эталонного н иснытываемого материалов. В этом случае занисывается температурная кривая в месте контакта н в одном из сечений тела из нснытываемого материала.

Теплофизическне характеристики испытываемого материала определяются из сопоставления рез льтатов экспериментов в одинаковые моменты времени. лофизических характеристик различных материалов, если в различных экспериментах мощность теплового источника остается неизменной. Изменение температуры в месте контакта двух полуограниченных тел из испытываемого и эталонного материалов от действия мгновенного источника тепла может быть найдено из решения краевой задачи при равномерном раснределении темнератур в начальный момент времени в обоих телах: «о.) Q - количество тепла, выделенного мгновенным источником; 1з, Сэ, 7э--коэффициенты теплопроводности, теплоемкость и удельный вес эталонногоМатериала; е - время; /, 1/ М1( . V -..с,-1п Индекс «PI означает испытываемый материал. Если Ке 1, что имеет место, когда измеряется температура контакта двух эталонных тел, формула (1) примет вид: /3 (0,) : -7. -4- .(3) 1ХэСэТэ 2Кг. Температура ц(/fi, т) в заданном сечении (Xi) испытуемого тела для указанных ранее условий будет: их,, г). 1-f/c. У f-aCsla По отношению температур /ц (О, т) и 4(0, т) в сходственные моменты времени определим величину /Сэ: (0,т)-.(0,.) и далее: Отношение температур .(О, т) и „(Ль т) в один и тот же момент времени нозволяет определить коэффициент температуропроводности:Используя (6), найдем: Аи / °и и 1 и - , - Таким образом, в предлагаемом способе для определения теплофизических коэффициентов достаточно иметь три кривые зависимости температуры от времени, которые могут быть записапы с высокой точностью. Иричем одна кривая записывается один раз для серии экспериментов, т. е. практически для определения теплофизических характеристик материала достаточно проведения одного эксперимента, что сокращает время, упрощает технику и повышает точность измерения. Иредмет изобретения Способ определения теплофизических характеристик материалов с помощью эталонного тела, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, подают тепловой импульс от источника мгновенного тепла в место контакта двух эталонных тел, измеряют изменение температуры во времени, тем же тепловым импульсом воздействуют на место контакта эталонного и исследуемого тела, измеряют изменение температуры во времени в месте контакта и в одном из сечений исследуемого тела и, сопоставляя результаты измерений для одного и того же момента времени, расчетным путем определяют искомые величины.