Способ определения температуро-проводности

Способ определения температуро-проводности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРОПРОВОДНОСТИ ,- заключающийся в тепловом воздействии на эталоны и исследуемые образцы подвижным импульсН . ным точечным источником энергии, регистрации избыточной температуры поверхности эталонов и исследуемых образцов датчиком .температуры,движущимся вдоль поверхности эталонов и исследуе1 ш1х образцов со скоростью источника, измерении времени нарастания избыточной температуры от нуля до ее предельного значения, по которому судят об искомом параметре , о т л и ч щ и и с я тем, что., с целью повьашения точности измерений неоднородных образцов, одновременнона участках уменьшения избыточной температуры измеряют время уменьшения избыточной темпераi туры от ее предельного значения до нуля, по которому определяют тем (Л пературопроводность на этих участках 00 ел о Од

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11), 3(51) G 01 И 25/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ(СВИДЕТЕПЬСТВЪ/

1 i ! 1 ье ыА(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3566215/18-25 (22) 22.03.83 (46) 23.03,84. Бюл. 9 11 (72) 10.А. Попов (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени геолого-разведочный институт им. Серго Орджоникидзе (53) 536.629.7(088,8) (56). 1.Авторское свидетельство СССР по заявке Р 3432711/18-25, кл. 8 01 11 25/18, 25.01.83.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 3456631/18-25, кл. G 01 и 25/18, 18. 01. 83.; (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ THNHEPAТУРОПРОВОДНОСТИ,. заключающийся в тепловом воздействии на эталоны и исследуемые образцы подвижным импульсным точечным источником эйергии, регистрации избыточной температуры поверхности эталонов и исследуемых образцов датчиком температуры,движущимся вдоль поверхности эталонов и исследуемых образцов со скоростью источника, измерении времени нарастания избыточной температуры от нуля до ее предельного значения, по которому судят об .искомом параметре, отличающийся тем. что. с целью повышения точности измерений неоднородных образцов, одновременно на участках уменьшения избыточной температуры измеряют время уменьшения избыточной температуры от ее"предельного значения до нуля, по которому определяют температуропроводность на этих участках

1081506

Изобретение относится к технической Физике и может быть использовано при определении теплофизических свойств твердых тел.

Известен способ определения температуропроводности материалов. заключающийся н том, что нагрев исследуемых образцов осуществляют подвижным точечным источником тенлоной энергии, при этом регистрируют процесс изменения температуры н точке контроля, расположенной на нагреваемой поверхности образца и неподвижной относительно образца.

Температуропроводность образца определяют, измерин интервал времени от момента начала удаления точечного источника энергии от данной точки до момента достижения регистрируемой избыточной температурой своего максимального значения 1.13.

Недостатками данного способа являются необходимость измерения скорости источника, расстояния от точки регистрации температуры до линии нагрева, а также необходимость. переноса точки измерения температуры дискретно с образца на образец, что снижает точность измерений, усложняет процесс и снижает производительность измерений.

Известен способ определения температуропроводности, заключающийся в тепловом воздействии на эталоны и исследуемые образцы подвижным точечным источником энергии, регистрации избыточной температуры понерхности эталонов исследуемых образцов датчиком температуры,движущимся вдоль поверхности эталонов и исследуемых образцов со скоростью источника, измерении времени нарастания избыточной температуры от нуля до ее предельНого значения,, по которому судят об искомом параметре (23.

Однако в известном способе определения температуропроводности материалов, температуропроводность образцов определяют только по времени нарастания избыточной температуры от нуля до ее предельного значения. При выключении источника проходит определенное время, пока избыточная температура уменьшится до нуля, после чего только вновь можно включать источник энергии, регистрировать период нарастания избыточной температуры и т.д., при этом участок поверхности, который находится между днумя соседними участками нарастания избыточной температуры и на котором происходит уменьшение избыточной температуры от ее предельного значения до нуля, пропадает для измерений. Это снижает эффективность измерений, так как ухудшается точность измерений температуропронодности однородных образцов из-за отсутствия возможности повысить число измерений путем использования участков уменьшения температуры для включения источника и определения времени нарастания избыточной температуры, а также понижается достоверность определения распределения темпера10 туропронодности по поверхности неоднородных образцов (например, образцов горных пород ) из-за отсутствия возможности определить температуропронодность на участках поверхности неоднородных образцов, приходящихся на период уменьшения избыточной температуры.

Целью изобретения является повышение точности измерений неоднородных образцов .

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения температуропроводности материалов, заключающемуся в тепловом воз>5 действии на эталоны и исследуемые образцы подвижным импульсным точеч- ным источником энергии, регистрации избыточной температуры поверхности эталонов и исследуемых образцов датчиком. температуры, движущимся вдоль поверхности зталонон и исследуемых образцов со скоростью источника, измерении времени нарастания избыточной температуры от нуля до ее предельного значения, по котороЗ5 му судят об искомом параметре, одновременно на участках уменьшения избыточной температуры измерящт время уменьшения избыточной температуры

1 от ее предельного значения до нуля

40 по которому определяют температуропроводность на этих участках.

На чертеже приведены зависимость мощности подвижного импульсного точечного источника от времени (кри45 вая а)и кривая изменения избыточной температуры эталона или образца во времени, регистрируемая датчиком температуры в процессе нагрева эталона или образца подвижным им50 пульсным точечным источником (кри-. вая б), 1

Обозначения на чертеже: g — мощность источника; t - время; 8 - избыточная температура нагреваемой поверхности образца; 8 - предельное значение избыточной температуры;

- время нарастания избыточной температуры от нуля до ее предельного значения; 2 — время уменьшения из60 быточной температуры до ее предельного значения до нуля.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

Подвижный импульсный точечный источник энергии (например, луч ла108150á го предельного значения Р„ до нуля при выключении источникB,ля о2 1ородного тела равно времени нарастаиия Т, за которое избыточная температура 8 нарастает от нуля до своего предельного значения 0р при включении источника, Так как известно, "To время q нарастания избыточной темпер" òóðû 8 от нуля до ее предельного значения р связано с

10 температуропроводностью тела, то время с уменьшения избыточной температуры О от ее предельного значения 6 до нуля связано с температуропроводностью тела точно

1» такой же зависимостью и может быть использовано для определечия температуропроводности материалов.

По результатам измерения времени нарастания и уменьшения избыточной температуры для эталонов строят градуировочную зависимость температуропроводности материалов от времени нарастания и уменьшения избыточной температуры.

По значениям времени нарастания

-и уменьшения избыточной температуры, измеренным для исследуемых образцов, и по построенной ранее градуировачной зависимости определяют темпера" туропроводность исследуемых образцов. !

ВНИИПИ Эаказ 1538/37

Тираж 823 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4 зера) перемещают с постоянной скоростью на поверхности расположенных последовательно эталонов и исследуемых образцов, изменяя мощность источника в зависимости от времени так, как это показано на чертеже на кривой а, т.е. включая источник в моменты времени t t и т.д. и

1 3 выключая его в моменты времени

t4 и т.д, При этом интервалы времеHH t t 1,t4 З и Т,А, деиствия Нс точника и интервалы времени

3 2 т.д,, в течение которых источник выключен, выбирают такими, чтобы избыточная температура S успевала в периоды tg t 4 t3 и

2 1 "4 3 т,д. действия источнйка достичь своего предельного значения Ор, а в периоды t3-t и т.д., когда источник выключен, успевала бы уменьшиться от своего предельного значения

8р до нуля, как это показано на чертеже на кривой о ".

Датчиком температуры, перемешающимся вдоль нагреваемой поверхности эталонов и исследуемых образцов со скоростью, равной скорости движения источника, регистрируют избыточную температуру О нагревае лой поверхности эталонов и исследуемых образцов, что можно осуществить, например, путем регистрации электромагнитного излучения поверхности.

Изменение избыточной температуры 8 со временем t имеет вид кривой o, представленной на чертеже.

По кривой изменения избыточной температуры 8 с течением времени измеряют врегля q нарастания избыточной температуры S от нуля до ее предельного значения ври время 2 уменьшения избыточной температу- 40 ры от ее предельного значения 8р до нуля для эталонов и исследуемых образцов.

Согласно методу фиктивных источников и стоков выключение подвижного точечного источника энергии постоянной мощности равносильно вклю:чению подвижного точечного стока энергии такой же поглощаемой мощности при действующем фиктивном 50 подвижном точечном источнике энергии.

Процесс уменьшения избыточной температуры нагреваемой поверхности с течением времени при этом описывается точно так же, как процесс нарастания избыточной температуры после включения подвижного точечного источника энергии. Поэтому время, за которое избыточная температура 9 уменьшается от своеПреимущество предлагаемого способа по сравнению с известным за— ключается в том, что он позволяет вдвое чаще проводить измерения температуропроводности каждого образца по мере движения источника.и,тем. самым, повысить точность измерений путем у леньшения случайной погрешности. Кроме того, при определении температуропроводности горных пород, отличающихся неоднородностью состава, предлагаемый способ позволяет повысить детальность изучения температуропроводности горных пород, так как обеспечивает измерение температуропроводности с большей дискретностью по поверхности исследуемых образцов, чем известный способ.

Предлагаемый способ может быть использован, например, для определения температуропроводности горных пород. Технико-экономическая эффективность предложенного способа заключается в повышении точности измерений за счет малых случайнь1х погрешностей и в повышении детальности изучения температуропровоцности горных пород путем уменьшения шага измерений.