(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ
ТЕМПЕРАТУРОПРОВОДНОСТИ И ТЕПЛОГО ОВОДНОСТИ ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛОВ Испытания по известному способу в широком интервале темпёратур связаны с большими затратами времени, так как необходимым условием для проведения опытов является достижение состояния тепло вого равновесия образца с окружающей средой на каждом температурном уровне, что может быть Достигнуто только с помощью ступенчатого прогрева образца. При проведении широкотемпературных исследований это сводит к нулю основное достоинство известного способа - быстро ту получения искомых коэффициентов. Более эффективным и рациональным в данном случае при определении температурных зависимостей искомых коэффициен тов представляет комбинированное исполь зование достоинств непрерывного разогре ва образца с быстротой пров;едей1га единичного опыта известного способа. . Это становится возможным благодаря тому, что при линейном иса енении температуры среды, окружающей образец, на чиная с определенного момента времени разность температур двух любых точек тела являетсТя величиной постоянной и в течение короткого промежутка времени проведения опыта может изменяться толь ко от воздействия теплового источника, влияние, которого можно учесть, восполь зовавшись принципом суперпозиции тепловых полей. Цель предлагаемого изобретения сокращение времени определения температурных зависимостей искомых коэффициентов. Поставленная цель достигается тем, что до момента включения нагревателя в среде, окружающей образец, изменяют температуру с постоянной скоростью, измеряют и сравнивают значения температур и их разностей по сечению образца, по мере изменения температуры образца фиксируют наступление средней температуры образца, при достижении средней температуры образца, равной заданной тем пературе опыта,производят включение нагревателя и по полученным данным определяют искомые коэффициенты. Причем, с целью повышения точности способа, произ водят контроль скорости изменения температур по сечению образца путем определения этой величины перед включением нагревателя в течение двух последовател ных интервалов времени, равных продолж тельности действия нагревателя и последу ощих замеров температур. Предлагаемый способ состоит в следующем. Образец материала, снаряженный нагревателем и датчиками температуры, помещают в среду, TeMnepaTj iy которой измшяют с постоянной скоростью, периодически перед включением нагревателя измеряют и сравнивают значения температуры и разности температур внутри образца, фиксируют наступление средней температуры образца, равной температуре проведения единичного опыта, после чего производят включение нагревателя, фиксируют продолжительность его действия до момейта отключения, и замеряют температуру внутри образца через определенные промежутки времени и по полученным данным находят искомые коэффициенты. « С целью повышения точности способа производят контроль скорости изменения температуры по сечению образца в местах заложения датчиков температуры и нагревателя путем определения этой величины в течение двух последовательных интервалов времени, равным продолжительности действия нагревателя и последующих замеров температуры. Предлагаемый способ поясняется чертежом, на котором показана динамика,, развития полей температур в контрольных точках образца в момент проведения единичного опыта по предлагаемому способу: t - температура в месте, заложения нагревателя; ip- температура в месте заложения датчика температуры; Ц- температура на поверхности образца.На чертеже изображено также расположение датчиков в образце, где 1 - испытуемый образец; 2 - дифференциальная термопара для контроля развития температурного поля в контрольной точке образца г ; 3 - дифференциальная термопара для контроля установления теплового . режима образца; 4 - термопара для контроля изменения температуры образца; 5.-линейн Ь1Й источник тепла. Пример реализации предлагаемого способа. . Определялись коэффициенты температуропроводности и теплопроводности образцов пористой керамики весом - - 0,84 г/см в диапазон 20-30 С. Длина линейного источника тепла L 0,25 м, расстояние между нагревателем и датчиком 571 0,008 м . размеры температуры гобразца 0,1x0,1x0,1 м. Для дакногр образца продолжительность действия ййгревателя порядка Ю сек. Коэффициенты теплопроводносгй и температуропроводности определяются следующим образом. 1.Образец материала 1, снаряженный линейным источником тепла 5 из нихромовой нити, двумя дифференциальными термопарами из хромель-алюмепя 2,3, один из спаев которых помещают в точку на пове{эхностк образца R , а другие в месте заложения нагревателя Н и в контрольную точку образца г . 2.В среде, окружающей образец, изм няют температуру с постоянной скоростью. По прошествии определешгого промежутка времени скорость изменения ; тем пературы любой точки тела устанавливается постоянной для любой точки тела. (см. кривые t t t/t 3. Контролируют устанобление постоя ной разности температур между точками тела с помощью дифференциальных термопар, для чего измеряют и сравнивают значения разности температур между поверхностью образца и местами заложения нагревателя и датчика темЛературы, находящегося на расстоянии г от него в течение.двух последовательных интерва лов времени, равных продолжительности проведения опыта по известному способу в случае равенства этих разностей при достижении средней температуры, равной заданной температуре опыта, приступают к проведению эксперимента (см. кривые Ч- )- 4.Определяют и сравнивают скорость изменения температуры на поверхности образца.. 5.Создают с помощью нагревателя нестационарное температурное поле, в процессе развития которого фиксируют продолжительность действия нагревателя Т, поддерживают и фиксируют его мощность Q ; после окончания действия нагревателя фиксируют экстро лальное в датчике темпеамплитуды -t ратуры, находившегося на расстожши f от нагревателя, и время наступления эт го значения т . 6. Определяют искомые коэффициенты из выражений: 6 емпературопроводности еп тп) т -т max имп) теплопроводности (-.),Н) пература, при которой проопределяется:), гпох о расстояние между нагрева-, телем и датчиком температуры;продолжительность действия нагревателя; момент создания теплового импульса в образце; время наступления экстремального значения разности температур в образце между его поверхностью и местом заложения датчика темпера- . туры; максимальное изменение разности температур между поверхностью образца и местом заложения датчика темперйтуры, находящегося на расстоянии г от нагревателя; мощность линейного нагревателя на единицу дл1шы; функция интегрального экспоненциала;установившаяся скорость изменения температуры любой точки образца к моменту- проведения единичного опыта; значение температуры в месте заложения нагревателя в момент создания теплового импульса; значение температуры в месте заложения датчика температуры в момент создания теплового импульса. емый способ обеспечивает ь в несколько раз сократить ходимое для определения коэфв 1пературопроаодности и ности материалов в широком ет«1ператур, что в целом спо
