1
Изобретение относится к технике контроля теплофизических величин различных материалов, широко используемых в металлургии, авиации и энергетике.
Известен способ измерения температуропроводности материалов, в котором температуропроводность является функцией разности температур между серединой образца и наружной поверхностью.
Недостатки известного способа измерения температуропроводности заключаются в большой продолжительности измерения одного значения (до нескольких часов) и низкой точности измерения.
Цель изобретения - уменьшение времени и увеличение точности измерения.
Для этого температуропроводность определяют в условиях искусствепно увеличенной инерционности термопар, размещая их в воздушных зазорах образца.
Измерения проводят следующим образом.
Исследуемый образец определенных геометрических размеров, сплошной или составной, помещают в термостойкую оболочку, нагревают в печи до определенной температуры, вынимают из печи и затем охлаждают в среде с постоянной температурой. В процессе охлаждения образца измеряют кажущийся, регистрируемый термопарами перепад температур Ai между осью и наружной поверхностью образца (см. фиг. 1). Одновременно с этим измеряют кажущееся время запаздывания AT между осью и нарул ной поверхностью образца. По значениям Л и Ат графически (см. фиг. 2) либо по формуле определяют температуропроводность а. Установлено, что формула определения а имеет вид:
2(0)
10
где р - коэффициент, определяемый формой
образца;
б - разность в показаниях внутренней и наружной термопар, помещенных в воздушные продольные зазора образца, при одинаковой температуре образца, т. е. б является погрешностью в измерении температуры термопарами.
Эта формула справедлива для цилиндрических образцов определенных размеров (отношение длины к диаметру 5-10 с диаметром не менее 10 мм), сплошных либо составных с зазором между таблетками (длиной более 10 мм) до 0,1 мм, заключенных в оболочку (фольгу) толщиной менее 0,1 мм из металла или сплава, не разрушающегося на воздухе при высоких температурах.
В этих условиях были установлены А и б примерно одного порядка и между ними существует зависимость М К(8), где К-постоянный коэффициент для образцов одинаковых геометрических размеров, заключенных в оболочку.
Таким образом а онределяют в условиях искусственно увеличенной инерционности термопар (кажущийся перепад температур Д ца порядок выше истинного перепада температур А4гст А/-б).
Это позволяет ликвидировать ногрешность термопар из-за их гомогенности вследствие и путем размещения их в воздушных зазорах образца. Ошибка измерения не превышает 4%.
Пример. Цилиндрический составной образец помещают в оболочку из нержавеющей стали толщиной 0,04 мм. Диаметр образца - 10 мм, длина - 100 мм.
В середине и с поверхности средней части образца в воздушном продольном разрезе закрепляют хромель-алюмелиевые термопары. Образец плавно продвигают в печь и выдерживают при температуре 1000°С в течение 20 мин. Затем образец плавно выдвигают из
печи и во время охлаждения его на воздухе снимают кривые охлаждения во времени (см. фиг. 1). Измерив графически Д и Дт, затем по построенному заранее для эталонных материалов графику зависимости а(Дт)/(ДО (см. фиг. 2) находят графически значение а при определенной температуре.
При таком способе точность измерения повышается примерно в 5 раз и увеличивается
диапазон измерения от 0,0006 °С до 0,035 мг/час °С.
Предмет изобретения
Способ измерения температуропроводности различных материалов в регулярном режиме, основанный на измерение температуры в середине и на наружной поверхности цилиндрического образца, помещенного в оболочку, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени и увеличения точности измерения, темнературопроводность определяют в условиях искусственно увеличенной инерционности термопар, размещая их в воздушных зазорах образца.
t)
50
ItO
30
Л
:
20
Ч-
10
700
600
то т°с
800 90Q
Фи1.1
1 0,8
лз
S:
I 0,7 §
10
13 0,6
0.
0.5
0.1
5
/J
50
no
105
75
50
ht-0,6i5 °C
