Способ определения теплофизических характеристик материалов Советский патент 1980 года по МПК G01N25/18 

1

Изобретение относится к области тепловых испытаний, а именно к области исследования теплофизических совйств материалов.

Известен способ измерения тепло- 5 проводности, состоящий в том, что приводят в тепловой контакт исследуемый и контрольный образец и после установления в сборке стационарного теплового потока рассчитывают иско- Ю мый коэффициент, сопоставляя перепады температур на образцах l .

Способ не предназначен для определения других теплофизических характеристик, кроме теплопроводности,вслед-; 15 ствие стационарности он требует длительного времени испытания.

Известен нестационарный способ определения температуропроводности, состоящий в том что исследуемый и 20 контрольный образцы термостатируются при различных температурах, затем приводятся в сопротивление по плоскости, после чего регистрируется температура в плоскости контакта {/Г . 25

Этот метод также позволяет измерить только одну теплофизическую характеристику .

Ближайшим к данному изобретению техническим решением является способ,30

реализованный в устройстве для определения теплопроводности материалов 3. Он состоит в том, что образцы из исследуемого и контрольного материалов приводят в тепловой контакт по плоскости, размещают в этой плоскости линейный нагреватель, подводят к нагревателю постоянную мощность и регистрируют изменение его температуры во времени. По двум значениям температуры и соответствую чим моментам времени рассчитывают коэффициент теплопроводности.

Недостатком способа является ограничение точности вследствие того, что измерение температуры нагревателя производится при подводе к нему мощностиJ другим недостатком является невозможность получить информацию о температуропроводности (а, следовательно, и о теплоемкости) исследуемого материала.

Целью изобретения является повышение точности и увеличение объема получаемой информации.

Указанная цель достигается тем, что прекращают подвод мощности в момент to регистрируют момент времрни «акс соответствующий максимуму температуры в плоскости контакта на извёстном расстоянии от нагревателя, а искомые коэффициенты находят из соотношений: ч а С( 6(1(1.(f llo О МОКС .,чгде а, а, л г Як - коэффициент темпе ратуропроводности и коэффициент тепл проводности исследуемого и контрольн го образцов соответственно q - мощность нагревателя в расчете на едини цу длины; Q - приращение температур нагревателя к моменту 1.(.g. Температура нагревателя контролируется в период времени после прекра щения на него подачи мощности при г Q . Это позволяет проводить измерения его температуры наиболее точ но. Помимо измерения коэффициента теплопроводности имеется возможность расчета коэффициента температуропроводности. На чертеже показана схема реализа ции способа. На схеме указана точка N в плоско ти контакта контрольного 1 и исследуемого 2 образцов, удаленная от линейного нагревателя А.А. на расстояние X. Способ можно легко реализовать в теплофизическом приборе, в котором нагреватель и измеритель температуры стационарно монтируются в контрольно образце, а в исследуемом материале необходимо подготовить лишь только, поверхность, что приведет к значительному упрощению и сокращению процесса эксперимента и повышению точности получаемой информации. Формула изобретения Способ определения теплофизических характеристик материалов, состоящий в том, что образцы из исследуемого и контрольного материалов приводят в тепловой контакт по плоскости, размещают в этой плоскости линейный нагреватель, подводят к нагревателю постоянную мощность и регистрируют изменение его температуры во времени, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и увеличения объема получаемой информации, прекращают подвод мощности в момент 2о, регистрируют момент времени С,, , соответствующий максимуму температуры в плоскости контакта на известном расстоянии от нагревателя, а исковые коэффициенты находят из соотношений: (CPo-Oenl -Cfo Р ± ..«... . Яг -г-иэ где а, а, Я , Яц - коэффициент темпе,ратуропроводности и коэффициент теплопроводности исследуемого и контрольного образцов соответственно; q - мощность нагревателя в расчете на единицу длины; Q - приращение температуры нагревателя к моментуt : (,Co). Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Харламов Л.Г. Измерение теплопроводности твердых тел. М., Атомиздат, 1973, с. 57. 2.Чудновский А.Ф. Журнал технической физики ,1973, вып.3, с. 286. 3.Патент ФРГ № 2363122, кл. G 01 N 25/18, 1977 (прототип).