Способ определения теплопроводностиизделий сферической формы

 

пщ 828047

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.06.79 (21) 2775748(18-25 с присоединением заявки № (51) М. Кл.

G 01N 25(18 (53) УДК 537.63 (088.8) (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень № 17 (45) Дата опубликования описания 07.05.81 по делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения

А. Л. Ткачев (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ

ИЗДЕЛИЙ СФЕРИЧЕСКОЙ ФОРМЫ

ГосУдаРственный комитет (23) Г|риоритет

Изобретение относится к области исследования физических свойств материалоВ, а именно к определению теплопроводностн твердых тел сферической формы и может быть использовано в машиностроении.

Известен способ определения теплопроводности, заключающийся в том, что шар с начальной температурой помещают в хорошо перемешиваемую жидкость с начальной температурой. Если жидкость не теряет тепло, то, полагая, что температура жидкости равна температуре поверхности шара, по изменению температуры жидкости в калориметре в зависимости от времени определяют теплопроводность шара (1).

Главный недостаток этого метода заключается в том, что технически трудно осуществить условие равенства температуры всей массы жидкости и температуры поверхности шара, особенно при температурах выше температуры пленочного кипения.

Известен также способ определения теплопроводности, заключающийся в том, что в среду помещают нагретый образец и наблюдают изменения температуры в процессе охлаждения в зависимости от времени в любой фиксированной точке (2). Для измерения температуры используются температурные датчики, встроенные в эту точку, и проводится расчет теплопроводности.

Этот способ мало пригоден для проведения полного контроля теплопроводности серийной партии готовых изделий, так как помещение или укрепление термодатчиков в

5 теле является непроизводительной и достаточно трудоемкой операцией при массовом контроле готовых изделий, кроме того, эта операция может привести к внесению дефектов и порче готовых изделий.

|О Цель изобретения — повышение производительности контроля теплопроводности серийных партий изделий сферической формы.

Цель достигается тем, что в способе on15 ределения теплопроводности изделие сферической формы нагревают выше температуры перехода пузырькового кипения в пленочное для используемой рабочей жидкости на величину не менее разности между

20 температурой перехода пузырькового кипения в пленочное и температурой перехода пленочного кипения в пузырьковое. Затем изделие погружают в рабочую жидкость и регистрируют на поверхности изделия тем25 пературу перехода пленочного кипения жидкости в пузырьковое и время ее наступления по началу звуковой эмиссии, сопровождающей переход пленочного кипения в пузырьковое. Измерение контрольной темЗО пературы и времени ее наступления по зву828047 ковой эмиссии, возникающей при переходе пленочного кипения в пузырьковое, обеспечивает высокую производительность контроля теплопроводности. Определение теплопроводности предложенным способом осу- 5 ществляется за счет известных и измеренных параметров, необходимых для расчета теплопроводности по известным соотношениям, а именно теплоемкость и плотность материала шара, начальная температура )О нагретого шара, коэффициент теплоотдачи жидкости, температура поверхности шара в некоторый момент времени. Зти данные позволяют из решения уравнения теплопроводности при граничных условиях 3-го рода 15 определить теплопроводность шара. Таким образом, процесс измерения теплопроводности сводится к регистрации температуры поверхности шара и времени ее наступления. 20

Способ определения теплопроводности иллюстрируется чертежом, на котором представлены экспериментальные кривые изменения температуры от времени в центре (кривая I) и на поверхности (кривая 2) 25 стального шара, охлаждаемого в керосине, запись сигнала звуковой эмиссии на шлейфовом осциллографе с пьезодатчиком, по. груженного в керосин (кривая 3). Область

ДЕ на кривой 3 представляет звуковую З0 эмиссию при переходе пузырькового кипения в пленочное, область EE(— область пленочного кипения, область KN — область перехода пленочного кипения в пузырьковое. Точка А на кривой 2 35 соответствует началу перехода пленочного кипения в пузырьковое и равна 350, точка

С соответствует концу перехода пузырькового кипения в пленочное и равна 454 . В области пленочного кипения зависимость 40 температуры от времени линейна н перепад температур между центром и поверхностью шара постоянен (область ВА на кривых 1 и 2).

Способ позволяет повысить производи- 45 тельность при определении и контроле теплопроводности серийно изготовленных изделий сферической формы. Контроль теплопроводности готовых изделий сводится к контролю момента начала перехода пленоч- 50 ного кипения в пузырьковое, который зависит от теплопроводности изделия и по которому можно судить об отклонении теплопроводпости изделий от требуемого значения, и исключает непроизводительные операции, связанные с установкой термодатчиков и подключением их к измерительной аппаратуре, с последующим отключением и разделкои. Способ технологичен в осуществлении, так как используются простые приемы такие, как нагрев тела до заданной температуры, погружение тела в жидкость, фиксация момента начала звуковой эмиссии, а также стандартное оборудование такое, как муфельные печи, усилители, электронные секундомеры, частомеры. Вследствие этого процесс контроля легко поддается автоматизации..

Формула изобретения

Способ определения теплопроводности изделий сферической формы, включающий погружение в жидкость нагретого изделия, регистрацию температуры изделия и времени ее наступления, расчет теплопроводности по известным соотношениям, отлич а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности массового контроля теплопроводности изделий сферической формы, изделие перед погружением в жидкость нагревают до температуры выше температуры перехода пленочного кипения жидкости в пузырьковое на величину не менее разности между температурой перехода пузырькового кипения в пленочное и температурой перехода пленочного кипения в пузырьковое и регистрируют на поверхности изделия температуру по точке перехода пленочного кипения в пузырьковое, а время ее наступления — по началу звуковой эмиссии, сопровождающей переход пленочного кипения в пузырьковое.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Карслод Г., Егер Д. Теплопроводность твердых тел, М., 1964, стр. 236, 237.

2. Кондратьев Г. «Тепловые измерения»

М., 1957, с. 160 †1 (прототип).

828047

/ Г У Ф Р д 7 //

Составитель А. Волков

Корректоры: Т. Трушкина и P. Беркович

Техред А. Камышникова

Редактор T. Глазова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 915/5 Изд. № 311 Тираж 915 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5