Способ определения интегральной степени черноты металлов и сплавов
О П И С А Н И Е 288354
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Соеетскнз
Социалистические
Республик
Зависимое от авт. свпдстельства ¹
1 л. 42i, 8, 50
Заявлено 09.Х.1969 (№ 1367193/18-10) с присоединениехт заявки М
11оетнтет ао делаю. нзооретений и открытн0 ори Совете йтинистрае
СССР
ЧПК 6 011 5,/56
УДК 535.231.2 (088.8) Приоритет
Опубликовано 03.Х11.1970. Бюллетень ¹ 36
Дата опубликования описания 1.II.1971
Авторы изобретения
В. С. Баталов и С. П. Ошкадеров
Институт металлофизики АН Украинской ССР
Заявитель
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИНТЕГРАЛЬНОЙ СТЕПЕНИ
ЧЕРНОТЫ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ
R —.радиус образца; — длина ооразца.
100т WО QЭ
4,9 2-.R l Р н Т
Изобретение относится к области теплофизики измерений и касается спосооа определения степени черноты.
Известные способы определения степени черноты металлов и сплавов путем нагревания образца электрическим током и измерения мощности нагрева, связанные с необходиетостью измерения теплового излучения от поверхности образца, сложны и требуют значитель ного времени измерений.
Цель изобретения — упрощение процесса измерений, сокращение времени и повышение точности изхтерепий. Для этого IIQ предлагаемому способу в момент выключения нагрева измеряют скорость теплового расширения цилиндрического образца при нагреве, скорость уменьшения длины образца при охлаждении за .счет теплового излучения с боковой поверхности и определяют искомую величину по формуле где Ж о — скорость уменьшения длины образца;
1т н — скорость теплового расширения образца;
Q,— электрическая мощность нагрева;
Т вЂ” температура поверхности образца в момент: ззтерения;
Суть способа сводится к скоростному нагреву испытуемых образцов цилиндрической формы (длины I(радиуса R) непосредственным пропусканием электрического тока, мощность которого,,как и температура поверхности, непрерывно измеряется прп нагреве, и последующему охлаждению образца через тепловое излучение с боковой поверхности с непрерывным измерением скорости уменьшения длины Ко и температуры поверхности Т (в градусах Кельвина). В нужном температурном интервале проводится измерение скорости, уменьшения размеров и скорости теплового расширения того же образца прп быстром нагреве его тт"н, а также измерение величины электрической мощности нагрева Q,.
Существенным преимуществом предлагаемого метода является возможность осуществлять электропагрев образцов и пх последующее охлаждение в широком температурном интервале, вплоть до температуры плавления как в
25 вакууме, так и непосредственно в атмосфере, не прибегая и вакуумным условиям охлаждения. При высоктгх темгературах (1500 С) доля теплопотерь, приходящаяся в газовой среде на конвектпвную теплопередачу, легко .подда30 ется оценке и не превышает 1 — 2",О от доли
288354
Предмет изобретения
Составитель Т, Б. Краснова
Редактор T. В. Иванова
Корректор Л. В. Юшина
Заказ 3979/5 Тираж 480 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, 7К-35, Раушскаи наб., д. 4/5
Типографии, пр. Сапунова, 2 теплопотерь, приходящейся на тепловое излучение.
Обнаруженное при экспериментальной проверке способа постоянство скоростей увеличения и уменьшения размеров облегчает измере- 5 ние этих величин (c точностью до 0,1%). Таким образом, точность измерений ограничивается точностью измерений температуры, которая при высоких температурах (выше 2000 К) проводится с абсолютной погрешностью +-10 10 и, следовательно, общая точность определения величины с достигает примерно 1 — 2%.
Как следует из формулы, вахкной особенностью определения степени черноты металлов дилатометрическимп методами является 15 отсутствие необходимости проводить измерение тепловых потоков с поверхности образцов. При быстры.х нагревах (в сотни и тысячи град/сек) стенки вакуумной камеры, в которой производится нагрев и охлаждение образца, даже при отсутствии специальных условий их охлаждения находятся при комнатной температуре и их тепловым излучением можно полностью. пренебречь, а огсутствие в формуле таких теплофизических характеристик, которые в силу тех или иных причин не подлежали бы измерению дилатометрическими методами, позволяет использовать дилатометрическую аппаратуру без каких-либо конструктивных изменений или дополнений. 30
При IGKopocTFIovl электронагреве в каждый момент времени соблюдается изоте рмичпость температурного профиля по длине образца, следовательно, величину степени черноты можно отнести в достаточной степс.ш строго к вполне определенной температуре. 11аиболее удобным экспериментально и оправданным теоретически является измерение скоростей
WFI u Wp в момент выключения электронагрева, так как именно в этот момент скорость Wp отвечает строгой неизотермичности температурного профиля по длине образца.
Способ определения интегральной степени черноты металлов и сплавов путем нагревания образца электрическим током и измерения мощности нагрева, orëè÷àIoùèéñÿ тем, что, с целью повышения точности, сокращения времени и упрощения процесса измерений, в моме нт выключения напрсва измеряют скорость теплового расширения цилиндрического образца при нагреве, скорость уменьшения длины образца при охлаждении за счет теплового излучения с боковой поверхности и определяют искомую величину по формуле
1004 W, 4,9 2и7 . Ибн Т4 где Wp — скорость уменьшения длины образца;
Уы — скорость теплового расширения образца;
Q,— электрическая мощность нагрева;
Т вЂ” температура поверхности образца в момент измерения;
R — радиус образца;
1 †дли образца.
