Способ определения температуропроводности материалов

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРОПРОВОДНОСТИ МАТЕРИАЛОВ, включающий нагрев линейным импульсным источником тепла плоской поверхности полубесконечного в тепловом отношении тела и измерение температуры поверхности в одной точке на заданном расстоянии от линии нагрева , от л, и чающийся тем, что, с целью повышения точности и сокращения на проведение опыта, на заданном расстоянии от линии нагрева через заданный промежуток времени по линии, параллельной линии нагрева осуществляют мгновенное охлаждение той же мощности, измеряют время, за которое температура в точке, расположенной на равном расстоянии от.двух линий .тепловых воздействий, станет равной начальной температуре тела, после чего искомую величину определяют по формуле «t, « где и - температуропроводность, (Л заданный момент времени, с; 1 момент времени, в который температура в контролируемой точке станет равной начальной температуре тела , с; X - расстояние от контролируе: мой точки до ЛИНИИ тепло- . вых воздействий, м.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 С 01 N 25/18

ГОСУДАРСТЕ)ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3714434/24-25 (22) 13.01.84 (46) 23.12.85. Бюл. У 47 (71) Тамбовский институт химического машиностроения (72) .В.Н. Чернышов и Т.И. Рожнова (53) 536.6(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 458753, кл.. G 01 К 25/18, 1972.

Авторское свидетельство СССР

У 305397, кл. -G О1 N 25/18, 1969.

Авторское свидетельство СССР

У 834480, кл. G 01 N 25/18,, 1979. (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕИПЕРАТУРОПРОВОДНОСТИ МАТЕРИАЛОВ, включающий нагрев линейным импульсным источником тепла плоской поверхности полубесконечного в тепловом отношении тела и измерение температуры поверхности в одной точке на заданном расстоянии от линии нагре,ва, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и сокращения времени на проведение опыта, на заданном расстояйии от ли;в нии нагрева через заданный промежуток времени по линии, параллельной линии нагрева осуществляют мгновенное охлаждение той же мощности, измеряют время, за которое температура в точке, расположенной на равном расстоянии от.двух линий .тепловых воздействий, станет равной начальной температуре тела, после чего ис- комую величину определяют по формуле

К а. а=

1

"Х" ") где Й вЂ” температуропроводность, м /с;

7 — заданный момент времени, с;

7„ — момент времени, в. который температура в контролируемой точке станет равной начальной температуре тела, с; х — расстояние от контролируе1 мой точки до линии тепло- . вых воздействий, м.

35

Ф 12

Изобретение относится к области теплофизических измерений, в частности к способу определения температуропроводности материала, и может быть использовано при разработке и исследовании новых материалов и изделий из них в различных отраслях народного хозяйства.

Цель.изобретеиия — повышение точности и сокращение времени на проведение опыта.

На фиг. 1 показана схема органи . зации подвода и отвода тепла по соответствующим линиям; на фиг. 2— график временного изменения температур» прп Х=О при независимом подводе и отводе тепла.

Способ осуществляется следующим образом.

На теплоизолированную поверхность исследуемого тела помещают линейный мгновенный источник тепла и осуществляют подачу теплового импульса заданной постоянной мощности. Через наперед заданной промежуток времени

С от начала теплового воздействия

1 на заданном расстоянии 2х„ от линии нагрева осуществляют мгновенное охлаждение той же мощности по линии, параллельной линии нагрева, и измеряют момент времени Гх, когда температура в точке поверхности, расположенной на равном расстоянии х„ от двух линий тепловых воздействий, станет равной начальной температуре тела Тр.

Расчетная формула для определения коэффициента температуропроводности получена на основании следующих рассуждений.

Температурное поле в контролируемой точке х от действия мгновенного

1 источника нагрева описывается выражением

8 Х2

Т(Х„,)=Т + Ехр

2я alt 4р „" где Т вЂ” температура; х, — текущая координата и время;

00177 2 о — коэффициенты тепло- и температуропроводности материала; — количество тепла, выделяемое

5 с единицы длины линейного мгновенного источника;

То — начальная температура тела.

Температурное поле в точке х, от действия мгновенного охлаждения по

10 линии через время „после:первого теплового воздействия описывается соотношением

Используя принцип суперпозиции и формулы (1) и (2), определяют температурное поле в контролируемой

20 .точке от действия двух тепловых воздействий а Х2 (1 ) 0 яр Р 2/17(гг ) х

Х 1 ехр

4а(Т.— С1) (з2

Далее используя уравнение (3) и условие равенства температуры в контролируемой точке первоначальной температуре Т, получают, 2

С где х — момент времени, в который температура в контролируемой точке станет равной Т .

40 Таким образом, измерив момент времени х от начала теплового воздействия до момента, когда температура в точке поверхности, расположенной на одинаковом расстоянии х„ от . ,у линий тепловых воздействий, станет равной первоначальной температуре

То, по формуле (4) можно рассчитать коэффициент температуропроводности материала.

1200177

7о

Составитель В. Битюков

Редактор И. Николайчук Техред И.Асталош Корректор, М. Самборская

Заказ 7859/49 Тираж 896 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4