Способ определения теплопроводности анизотропных материалов

 

Изобретение относится к теплофизике, в частности к определению и контролю коэффициентов теплопроводности материалов . Цель - расширение класса исследуемых материалов за счет определения теплопроводности материалов с произвольной ориентацией главных осей анизотропии. Для этого температура образцов измеряется одновременно двумя датчиками, один из которых расположен в центре кругового источника тепла, находящегося в эталонном теле на границе контакта образцов, а другой - вне его на расстоянии Ri I R2, где RI - радиус источника тепла; R2 - радиус основания эталонного образца. Из решения обратной задачи теплопроводности определяют коэффициенты теплопроводности по нормали к поверхности образца и вдоль его поверхности по линии расположения датчиков. Поворотом одного из образцов относительно центра источника тепла достигается возможность определения коэффициентов теплопроводности в любом направлении по касательной к поверхности исследуемого образца. 1 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 G 01 N 25/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4654739/25 (22) 09,01,89 (46) 15,10.91. Бюл. N. 38 (71) Научно-исследовательский институт прикладной математики и механики (72) Л.В.Ким и Н.А.Алексеев (53) 536.6 (088,8) (56) Ким А,В. Определение теплофиэических характеристик аниэотропных сред из решения ОЗТ вЂ” Деп. в ВИНИТИ М 7666-В88, 1988.

Авторское свидетельство СССР

М 1179186, кл, G 01 N 25/18, 1984. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ АНИЗОТРОПНЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к теплофизике, в частности к определению и контролю коэффициентов теплопроводности материалов. Цель — расширение класса исследуемых

Изобретение относится к теплофизике, в частности к определению и контролю коэффициентов теплопроводности материалов.

Целью изобретения является расширение класса исследуемых материалов путем определения теплопроводности материалов с произвольной ориентацией главных осей аниэотропии, Способ осуществляется следующим образом.

Образец и эталон нагревают круговым источником тепла, расположенным в области их контакта, и температуру образцов измеряют одновременно в центре кругового источника тепла и вне его, вращая один из образцов относительно центра источника

„„ЯЯ„„1684641 А1 материалов эа счет определения теплопроводности материалов с произвольной ориентацией главных осей аниэотропии. Для этого температура образцов измеряется одновременно двумя датчиками, один из которых расположен в центре кругового источника тепла, находящегося в эталонном теле на границе контакта образцов. а другой — вне его на расстоянии Ri

Поворотом одного из образцов относительно центра источника тепла достигается возможность определения коэффициентов теплопроводности в любом направлении по касательной к поверхности исследуемого образца. 1 ил, тепла, после чего коэффициенты теплопроводности определяют иэ решения обратной задачи теплопроводности, При этом поверхностное тепловое зондирование проводят без разрушения исследуемого образца произвольной формы с неизвестными заранее направлениями главных осей теплопроводности. Датчик температуры, находящийся в центре кругового источника тепла, позволяет определить коэффициент теплопроводности исследуемого образца по нормали к плоскости контакта образцов. Вращением относительно центра кругового источника тепла посредством второго датчика температуры достигается воэможность определения коэффициентов теплопроводности в любом направлении по касательной к по1684641

Поворачивая один из образцов относительно центра источника тепла, измеряют температуру в другом направлении. Таким образом достигается возможность опредеСоставитель Н. Гришенко

Редактор А. Маковская Техред М.Моргентал Корректор О. Ципле

Заказ 3501 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, уп.Гагарина, 101 верхности исследуемого образца с помощью решения обратной задачи теплопроводности.

Осуществление способа поясняется чертежом.

Эталонный образец 1 радиуса Rz и исследуемый образец 2 приводят в тепловой контакт через круговой источник 3 тепловой энергии радиуса Ri. Датчик 4 температуры заделан на поверхности источника тепла, соприкасающегося с поверхностью исследуемого материала. Он регистрирует результирующую температуру между источником тепла и исследуемым образцом, Датчик 5 находится на расстоянии

R1 < I< Rz от источника тепла и теплоиэолирован. Он регистрирует тепловую волну в исследуемом образце, распространяющуюся от источника тепла, По значениям температуры в местах заделки датчиков определяют коэффициенты теплопроводности в анизотропном теле в направленных по нормали к поверхности образца и вдоль поверхности по линии расположения датчиков температуры, решая обратную задачу теплопроводности, лен ия коэффициентов теплопроводности образца в любом направлении по касательной к плоскости материала.

Предлагаемый способ позволяет опре5 девять коэффициенты теплопроводности анизотропных материалов произвольной формы с неизвестными заранее направлениями главных осей анизотропии беэ разрушения образца.

10 Формула изобретения

Способ определения теплопроводности аниэотропных материалов, включающий нагрев эталонного и исследуемого образцов источником тепловой энергии, измерение

15 температуры перемещаемым датчиком, расположенным на фиксированном расстоянии от источника, отл ича ю щийся тем, что, с целью расширения класса исследуемых материалов эа счет определения теплопро20 водности материалов с произвольной ориентацией главных осей анизотропии, образцы нагревают круговым источником тепла в области их контакта и одновременно с измерением температуры датчиком, рас25 положенным на расстоянии от источника, температуру образцов измеряют в центре кругового источника тепла, вращая один из образцов относительно центра кругового источника тепла, а коэффициенты теплопро30 водности определяют из решения обратной задачи теплопроводности.