Способ определения теплофизических свойств вещества

 

!!!! 5683ОЗ

Санта Советских

Социалистичесн!!х

Реса )блин

N 1"=.ВТРР ОМУ СВ1,.„ 1 еез сВУ, г1) Дсполиитсльное к авт. синд-ву (22) Заявлено 23.05.72 (21) 1788088/25 (51) М. 1 л.з 6 011 25/18

G 01J,";, È с присоединением заявки ¹ 2071339/25

Государственна!й комете

Совета Министров CCCF по делам изобретений а отнрытнй (2.") 11р пор итст ! (43) Опубликовано 30.06.78. Бюллетень . "o 24 !

1оо) о, 1х о.)д. йь 1». »зх1 (45) Дата опубликования описа пгя 28.06.78 (72) Авторы изобретения (71) Заяьитель

E. В. Ивакин, Л, В. Ильюшенко, И. H. Петрович и А. С. Рубанов

Ордена Трудового Красного Знамени институт физики

AH Белорусской ССР (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ

СВОЙСТВ ВЕЩЕСТВА

Изобретение относится к способам измерения теплофизических параметров и анализа процессов теплопередачи в газообразных, жидких и твердых средах.

Известны способы определения таких показателей, как коэффициент тсплопроводности, коэффициент темпер атуропроводности и удельная теплоемкость веществ (1), основанные на нагревс образца с помощь!о нагревателя и измерении температуры с помощью датчиков в различных точках исследуемого образца или в различные моменты времени в одной точке.

Недостатком этих способов является применение нагревателя и термодатчика, которые вследствие коне и:ых размеров и теплоемкости вносят больпше погрешности в результаты измерений.

Известен способ определения параметров физических процессов в прозрачных средах (21, основанный на использовании дифрагироваипoãî «а прострапствсщ;ой решетке и веществе оптического излучения.

Способ Hp. позволяет судить о теплофизичсских свойствах среды, поскольку отсутствует взаимодействие излучения с вешеством, что снижает точность результатов и увеличивает время из.,1сренпй.

Предложенный способ определения теплофизическпх свойств вещества отличается тем, что вещество облучают светом, имеющим пространственно-периодическое распределение плотности световой энерп!и в исследуемой зоне, ф01тл1ируlот ь всщ"стас TBI. ло:уio дифракционную решетку, освещают вещество . пучком электромагнитного излучения и по измеренным значениям дифрагпрованного на

poшеткс электрОлlагнит1!Ого пзлл чспия О!!рсдсляют характер изменения интенсивности во времени и теплофизпческпе параметры всщсства. В результате повышается точное р» измерений и сокращается затрачиваемое !а них время.

На чертеже показано устройство для реализации способа измерения теплофпзпчсскпх свойств вещества.

На нсслсдуе,loe вещество 1 направлгиот когерсптпые световые пучки 2 и 3.

Вследствие интерференции cBQTQBbix пуч20 ков в исследуемом объекте формируется пространственно-периодическое распредслп Ie интенсивности излучения, а в результате поглi!щения излучения — пространственно-перпо !ический нагрев вещества. Это приводит за счет

25 температурной зависимости показателя пр.ломления вещества к образованп:о тсплopoil фазовой дпфрак !Hnппой реп ст;;и.

Од оовременно образец обл1 чают электромагнитным излучением 4 и измеряют с по30 мощью фотоприемника 5 (например ФЭУ) 568303

Формула изобретения

35

Составитель А. Медведев

Техред И. Михайлова

Корректор Л. Котова

Редактор П. Горькова

Заказ 1262/1 Изд. Ко 520 Тираж 1122

НПО Государственного комитета Совета министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

3 и регистратора 6 (например осциллографа) параметры дифрагированного на тепловой решетке излучения.

Коэффициент температуропроводности вещества определяют по времени уменьшения яркости дифрагированного излучения (вследствие выравнивания температуры в образце) после прекращения действия световых пучков, формирующих решетку.

Теплоемкость вещества определяют по яркости дифрагированного излучения в момент отключения формирующих пучков света при осуществлении адиабатического нагрева, При реализации стационарного режима по яркости дифрагированного излучения определяют коэффициент теплопровод ности.

Для расширения возможностей предложенного способа целесообразно осуществлять не только пространственную, но и временную модуляцию формирующего излучения с помощью, например, модулятора света или интерферирующих пучков света разных частот.

Предложенный способ определения теплофизических свойств вещества позволяет:

a) исключить использование элементов, искажающих температурное поле (термопары, нагреватели) и повысить в результате точность измерений; б) уменьшить время проведения измерений (менее 10 — с), что дает возможность осуществлять непрерывный и оперативный экспресс-анализ быстропротекающих процессов в реальном масштабе времени; в) исследовать малые объемы (10 — — 10 — см) и тонкие пленки, в том числе пленки, защищенные покрытием, прозрачным для используемого излучения; г) повысить точность измерений за счет исключения конвективного теплообмена в TQEIких слоях жидкости; д) проводить измерения вблизи критических точек вещества за счет того, что нагрев осуществляется не более чем на 0,5 С.

Способ определения теплофизических свойств вещества, основанный на использовании дифрагированного на пространственной

15 решетке в веществе оптического излучения, о тл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения точности и сокращения времени измерений, вещество облучают светом, имеющим пространственно-периодическое распределение

20 плотности световой энергии в исследуемой зоне, формируют в веществе тепловую дифракционную решетку, освещают вещество пучком электромагнитного излучения и по измеренным значениям дифрагированного на

25 решетке электромагнитного излучения определяют характер изменения интенсивности во времени и теплофизические параметры вещества.

Источники информации, при нятые во внимание при экспертизе

1. Кондратьев Г. М. Регулярный тепловой режим, ГИТТЛ, 1952.

2. Борн М. Основы оптики. М., 1973, с.

549 †5.