Способ неразрушающего контроля теплофизических характеристик материалов

 

Изобретение относится к теплофизическим измерениям. Цель изобретения - повышение быстродействия и точности измерения. Способ состоит в использовании полубесконечного в тепловом отношении тела, тепловом воздействии на него, измерении температуры в точке поверхности тела, измерении энергии теплового воздействия . До момента достижения максимальной избыточной температуры в заданной точке поверхности обеспечивают постоянную мощность источника тепла. Мощность источника тепла изменяют обратно пропорционально корню квадратному из времени. Заменяют величину максимальной избыточной температуры в точке приложения источника тепла . (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU,» 139055

А1 (,51) 4 G 01 N 25(18

1"

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4147435/31-25 (22) 17.11.86 (46) 23.04.88. Бюл. ¹ 15 (7 1) Тамбовский институт химического машиностроения (72) Ю.Л.Муромцев и Б.Г.Варфоломеев (53) 536.6(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1117512, кл. G 01 N 25/18, 1983.

Авторское свидетельство СССР № 1124209, кл. G 01 N 25/18, 1984. (54) СПОСОБ НЕРАЗРУШАЮЦЕГО КОНТРОЛЯ

ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ИАТЕPИАЛОВ (57) Изобретение относится к теплофизическим измерениям. Цель изобретения — повышение быстродействия и точности измерения. Способ состоит в использовании полубесконечного в тепловом отношении тела, тепловом воздействии на него, измерении температуры в точке поверхности тела, измерении энергии теплового воздействия. До момента достижения максимальной избыточной температуры в заданной точке поверхности обеспечивают постоянную мощность источника тепла.

Мощность источника тепла изменяют обратно пропорционально корню квадратному из времени. Заменяют величину максимальной избыточной температуры в точке приложения источника тепФ ла.

1390555

Изобретение относится к технической физике, в частности к теплофиэическим измерениям.

Цель изобретения — повьппение быст родействия и точности измерения.

Способ осуществляют следующим ОбТ(Х,,-. )Я с .ГФ коГ хехр — . для упрощения помещают начало координат н точке f, т.е, в точке приложения теплового источника (О.

Тогда соотношение (1) можно записать

Т(Х,с )

Q ср 4Т@ Г

< ехр(— — )

4а (2) Из условия достижения максимальной температуры Т„ „, в точке Х по. лучают

Х а =

2 смаке.дес„„- время достижения T„ разом.

На твплоиэолированную поверхность исследуемого Тела помещают источник тепла заданной мощности. Включают последний, обеспечивая постоянную мощность W, в течение промежутка вре. мени 0 с с„„„, . Замеряют время достижения максимальной избыточной температуры . в точке Х. После момента времени ìàêñ изменяют мощность источника тепла обратно пропорционально корню квадратному из времени. Замеряют величину мвксимальной избыточной температуры Та „ „ в точке приложения источника тепла.

Зная три параметра ((4„, с „, 1

То„ ), определяют три искомые теплофизические характеристики (а, с, % ) по соответствующим формулам.

При выделении в начальный момент времени с = 0 в точке (удельного Дж1 количес тва тепла Q величина (и температуры Т(Х, (, с ) в точке Х определяется фундаментальным решением нестационарного одномерного уравнения теплопроводности

После достижения T„ „, испольэу ют закон изменения мощности теплового источника W от времени в

1 1о

W (4) 10 где W, — мощность источника тепла в период времени 0 с Г а q

Тогда удельное количество тепла

Q = Wdc, = dc, = 1„24 . (5) Для точки приложения тепла Х 0

20 соотношение (2) с учетом (5) примает вид (6) (М (7) 35

Рассчитав величины а и с, определяют коэффициент теплопроводности по известному соотношению h = acp (8)

Соотношения (3). (7) и (8) являются расчетом для искомых теплофизических характеристик; для выполнения

45 такого расчета требуется измерить параметра W, " м а к„с Та ма„

Предлагаемый способ обладает большим быстродействием вследствие исключения трудоемких операций нахождения я0 интегральных значений температур, соответствующих величин времен, вычисления численным методом интеграла

Кроме того, предлагаемый способ характеризуется и более высокой точностью TBK как оперирует тОлько с максимальяыми значениями температур. формула и з о б р е т е н и я

Способ нераэрушающего контроля теплофизических характеристик матери.

Таким образом, величина максимальной избыточной температуры Тц

О макс в точке приложения источника тепла становится установившейся (не зависящей от температуры) благодаря подбору зависимости (4) изменения мощнос30 ти источника тепла во времени. Отсюда следует, что

1390555 алов, состоящий в тепловом воздействии на теплоизолированную поверхность полубесконечного в тепловом

Составитель В.Филатова

Техред М.Дидык Корректор А.Обручар

Редактор Н.Рогулич

Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 1762/44

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 отношении исследуемого тела от источ- 5 ника тепла, mMepi ии времени достижения максимальной избыточной температуры в заданной точке поверхности тела „,, измерении мощности источника тепла, о .т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности измерения, обеспечивают постоянную мощность источника тепла W до момента достижения максимальной избыточной температуры в заданной точке поверхности, затем мощность источника тепла изменяют обратно пропорционально корню квадратному из времени и замеряют величину максимальной избыточной температуры в точке приложения исто ника тепла Т а искомые теплофиа макс к зические характеристики определяют по соответствующим формулам с учетом

ИЗМЕрЕННыХ 1к к с макс И То ма