Способ исследования нестационарного теплового режима твердого тела



Способ исследования нестационарного теплового режима твердого тела
Способ исследования нестационарного теплового режима твердого тела
Способ исследования нестационарного теплового режима твердого тела
Способ исследования нестационарного теплового режима твердого тела
Способ исследования нестационарного теплового режима твердого тела
Способ исследования нестационарного теплового режима твердого тела
Способ исследования нестационарного теплового режима твердого тела

Владельцы патента RU 2518224:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Вологодский государственный университет" (ВоГУ) (RU)

Изобретение относится к области тепловых измерений и может быть при изучении особенностей нестационарного теплового режима, нахождении теплового баланса и определении теплофизических показателей твердых материалов различного предназначения. Сущность заявленного способа заключается в формировании нестационарного теплового режима твердого тела с помощью бесконтактного неразрушающего теплового воздействия на переднюю лицевую поверхность твердого тела источником инфракрасного излучения. Температурное состояние твердого тела регистрируют в фиксированных точках координатного пространства по схеме: в толще твердого тела при y=0 и z=0 на участке x∈[0, δ], где δ - толщина твердого тела, в точках в количестве N+1 с координатами x=0, δ/N, 2δ/N, …, (N-1)δ/N, δ; на поверхностях твердого тела при x=0 и x=δ в координатах, удовлетворяющих условиям |y|≤(0,9÷0,95)a и z≤(0,8÷0,9)b, где a и b - геометрические характеристики поверхностей твердого тела. На основании экспериментальных данных строят нестационарное температурное поле твердого тела по пространственно-временным координатам. Технический результат - повышение точности получаемых данных. 7 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к области тепловых измерений. Разработанный способ может применяться в строительстве, теплотехнике и теплоэнергетике при изучении особенностей нестационарного теплового режима, нахождении теплового баланса и определении теплофизических показателей твердых материалов различного предназначения.

Способ включает в себя бесконтактное неразрушающее тепловое воздействие на поверхность твердого тела источником инфракрасного излучения, период проведения тепловых измерений, регистрацию температур твердого тела с помощью системы термопреобразователей в фиксированных точках координатного пространства, этап построения нестационарного температурного поля твердого тела на основании экспериментальных данных по пространственно-временным координатам.

Известен способ аналитического определения нестационарного теплового режима твердого тела, заключающийся в решении краевой задачи теплопроводности с граничными условиям первого рода. Постановка краевой задачи, включающая условия однозначности: геометрические характеристики, физические и теплофизические параметры, начальные и граничные условия твердого тела - позволяет получить решение дифференциального уравнения теплопроводности и в результате исследовать тепловой режим твердого тела [Лыков А.В. Теория теплопроводности: учеб. для вузов / А.В. Лыков. - М.: Высшая школа, 1967. - С.74-78].

Недостатком данного способа является невысокая точность результатов, так как любой вариант аналитического решения дифференциального уравнения теплопроводности связан с геометрической идеализацией исследуемого объекта и соответствующих ему условий однозначности. Математическая сложность выполнения расчетов температурного поля твердого тела затрудняет исследование его теплового режима.

Известен способ дистанционного измерения температурного поля объектов, основанный на использовании тепловизора и предусматривающий выбор одной или нескольких реперных площадок на поверхности исследуемого объекта. Измерение температуры реперных площадок осуществляют контактным методом. Далее результаты контактной термометрии передают на тепловизор с целью определения отношения «амплитуда пикселя - величина температуры» для конкретных условий выполнения сеанса проведения тепловых измерений и корректирования по этим отношениям первоначальной градуировочной характеристики тепловизора. Определение температурных полей выполняют с помощью преобразования всех зарегистрированных пикселей цифрового изображения в значения температуры с последующим сглаживанием полученных значений с учетом температуры соответствующих реперных площадок исследуемого объекта [Патент РФ 2424496, кл. G01J 25/18, 2009].

К недостаткам данного способа можно отнести техническую сложность выполнения измерений температурного поля поверхности исследуемого объекта, связанную с многоэтапностью работы: определение температур в реперных точках объекта контактным методом; корректировка первоначальной градуировочной характеристики тепловизора; расчет фактического температурного поля исследуемого объекта по результатам калибровки тепловизора. Следует также отметить дороговизну проведения подобных тепловых измерений, обусловленную применением тепловизора в качестве измерителя температурного поля поверхности объекта.

Наиболее близким способом к заявленному изобретению является исследование теплового режима твердого тела с помощью системы термопреобразователей, распределенных по поверхностям и в толще твердого тела. Для создания нестационарного теплового режима в твердом теле используют внутренние источники теплоты - электрические обогреватели переменного или постоянного тока [Теплоэнергетика и теплотехника. Теоретические основы теплотехники. Теплотехнический эксперимент: Справочник./Под общ. ред. А.В. Клименко и В.М. Зорина. - М.: Издательский дом МЭИ, 2007. - С.379-380].

Недостатком данного способа является применение внутренних источников теплоты, которые искажают температурное поле однородного и изотропного твердого тела. Использование электрических обогревателей, расположенных внутри твердого тела, небезопасно в связи с отсутствием возможности визуального контроля за проведением тепловых измерений.

Техническим результатом изобретения является повышение точности и надежности исследования нестационарного теплового режима твердого тела, повышение безопасности проведения тепловых измерений.

Данный технический результат достигается тем, что нестационарный тепловой режим твердого тела формируют с помощью бесконтактного неразрушающего теплового воздействия на переднюю лицевую поверхность твердого тела источником инфракрасного излучения. Температурное состояние твердого тела в фиксированных точках координатного пространства регистрируют в течение проведения тепловых измерений с помощью системы термопреобразователей, подключенных через аналогово-цифровой преобразователь и конвертер к компьютеру. На основании экспериментальных данных строят нестационарное температурное поле твердого тела по пространственно-временным координатам.

На фиг.1 показана принципиальная схема реализации способа.

На фиг.2-4 показаны схемы расположения термопреобразователей в твердом теле.

На фиг.5 показаны фотографии устройства, с помощью которого реализуют заявленный способ исследования нестационарного теплового режима твердого тела на примере фрагмента ограждающей строительной конструкции из керамического кирпича.

На фиг.6 показаны одномерное температурное поле фрагмента ограждающей строительной конструкции из керамического кирпича вида t=t(x,τ) при нестационарном тепловом режиме и его аппроксимация.

На фиг.7 показано плоское температурное поле фрагмента ограждающей строительной конструкции из керамического кирпича вида t=t(y,z)x=0 и t=t(y,z)x=δ при нестационарном тепловом режиме.

Источник инфракрасного излучения 1 работает от электрической сети (фиг.1). Исследуемое твердое тело 2 в форме параллелепипеда толщиной 5 расположено на расстоянии s от источника инфракрасного излучения 1. Центральная ось источника инфракрасного излучения 1 и твердого тела 2 совпадают. На участке х∈[0,δ] твердого тела 2 при y=0 и z=0 зафиксированы термопреобразователи 3 в количестве N+1 (фиг.2): T0x, T1x, T2x, …, T(N-1)x, TNx соответственно в точках с координатами х=0, δ/N, 2δ/N, …, (N-1)δ/N, δ. На поверхностях твердого тела 2 в заданных координатах при х=0 и х=δ расположены термопреобразователи 3 с маркировкой соответственно (фиг.3, 4): Т00-Т40 и Т0δ-Т4δ. Координаты термопреобразователей 3 на поверхностях твердого тела 2 при х=0 и х=δ (фиг.3, 4) удовлетворяют условиям: |y|≤(0,9÷0,95)а и |z|≤(0,8÷0,9)b, где а и b - геометрические характеристики поверхностей твердого тела 2 при х=0 и х=δ. Термопреобразователи 3, расположенные в фиксированных точках координатного пространства твердого тела 2, подключены через аналогово-цифровой преобразователь (далее АЦП) и конвертер (условно не показаны) к компьютеру (условно не показан).

Устройство для реализации предложенного способа работает следующим образом.

В начальный момент проведения тепловых измерений температурное поле твердого тела 2 однородно и численно равно температуре окружающей среды (фиг.1). С момента реализации заявленного способа энергия в форме электричества поступает из электрической сети к источнику инфракрасного излучения 1, который преобразует и бесконтактно передает часть энергии в виде электромагнитного излучения поверхности твердого тела 2 при х=0. Поток инфракрасного излучения, равномерно падающий на переднюю лицевую поверхность твердого тела 2, преобразуется в теплоту, которая расходуется на нагрев всего объема твердого тела 2. Изменения температур твердого тела 2 вдоль оси 0х регистрируют термопреобразователи 3 (фиг.2): T0x, T1x, T2x, …, T(N-1)x, TNx, а на поверхностях твердого тела 2 при х=0 и х=δ термопреобразователи 3 с маркировкой соответственно (фиг.3, 4): Т00-Т40 и Т0δ-Т4δ. Термопреобразователи 3, расположенные в фиксированных точках координатного пространства твердого тела 2, в течение проведения тепловых измерений передают аналоговый сигнал на энергонезависимую память компьютера (условно не показан) через АЦП и конвертер (условно не показаны).

Достоинством предложенного способа является бесконтактный неразрушающий нагрев твердого тела источником инфракрасного излучения, а также схема измерения температур в фиксированных точках координатного пространства, позволяющая исследовать нестационарный тепловой режим твердого тела с минимальным числом термопреобразователей.

Пример конкретной реализации способа

Исследуем нестационарный тепловой режим твердого тела на примере фрагмента ограждающей строительной конструкции из керамического кирпича 2 (фиг.5) с геометрическими характеристиками передней и задней лицевой поверхностей а=0,250 м и b=0,195 м.

Толщина ограждающей строительной конструкции δ=0,120 м.

В качестве источника инфракрасного излучения использован электрический инфракрасный излучатель марки ЭЛК 10R 1 суммарной мощностью 3 кВт, расположенный на расстоянии s=0,6 м от передней лицевой поверхности ограждающей строительной конструкции из керамического кирпича 2.

В качестве термопреобразователей использованы хромель-алюмелевые термопары 3, координаты расположения которых в ограждающей строительной конструкции из керамического кирпича 2 приведены в таблице.

 
Координаты расположения хромель-алюмелевых термопар в ограждающей строительной конструкции из керамического кирпича
№ п/п Координаты (х, y, z), мм № п/п Координаты (х, y, z), мм № п/п Координаты (x, y, z), мм
Т00 0, 0, 0 Т00 0, 0, 0 T0120 120, 0, 0
Т130 30, 0, 0 T10 0, -125, 65 T1120 120, 125, 65
Т260 60, 0, 0 T20 0, 125, 65 Т2120 120, -125, 65
Т390 90, 0, 0 Т30 0, -125, -65 Т3120 120, 125, -65
Т4120 120, 0, 0 Т40 0, 125, -65 Т4120 120, -125, -65

Продолжительность тепловых измерений составила Δτ=3600 с.

Температурное поле фрагмента ограждающей строительной конструкции из керамического кирпича 2 вида t=t(x,τ), построенное в программной среде TableCurve 3D, изображено на фиг.6.

Температурное поле фрагмента ограждающей строительной конструкции из керамического кирпича 2 вида t=t(y,z)x=0 и t=t(y,z)x=δ, построенное в программной среде SigmaPlot 11.0, представлено на фиг.7.

По результатам исследования нестационарного теплового режима передней и задней лицевой поверхностей фрагмента ограждающей строительной конструкции из керамического кирпича заявленным способом и методом инфракрасной диагностики с применением тепловизора SDS HotFind-D установлено, что расхождение измерений температурного поля не превышает 10-12% [Игонин В.И. Некоторые особенности проведения комплексного тепловизионного обследования производственных установок и строительного объекта (статья) / В.И. Игонин, Д.Ф. Карпов, М.В. Павлов, О.В. Стратунов // Научно-технический журнал «Инженерные системы». АВОК - Северо-Запад. - 2011. - №1. - С.46-51].

Способ исследования нестационарного теплового режима твердого тела, включающий применение источников теплоты в качестве средств создания нестационарного теплового режима твердого тела и термопреобразователей, распределенных по поверхностям и в толще твердого тела, в качестве средств исследования нестационарного теплового режима твердого тела, отличающийся тем, что нестационарный тепловой режим твердого тела формируют с помощью бесконтактного неразрушающего теплового воздействия на переднюю лицевую поверхность твердого тела источником инфракрасного излучения, для построения нестационарного температурного поля твердого тела температуру твердого тела регистрируют в фиксированных точках координатного пространства по схеме: в толще твердого тела при y=0 и z=0 на участке x∈[0, δ], где δ - толщина твердого тела, в точках в количестве N+1 с координатами x=0, δ/N, 2δ/ N, …, (N-1)δ/N, δ; на поверхностях твердого тела при x=0 и x=δ в координатах, удовлетворяющих условиям |y|≤(0,9÷0,95)a и |z|≤(0,8÷0,9)b, где a и b - геометрические характеристики поверхностей твердого тела.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к измерительной технике и может быть использована при решении задач энергетического аудита. Заявлен способ и устройство интеллектуального энергосбережения, согласно которым измеряют температуру теплоносителя на входе и выходе энергопотребляющего объекта, измеряют массу теплоносителя за определенный промежуток времени, определяют количество энергии, потребляемой объектом.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для технической диагностики неоднородных конструкций. Устройство для определения сопротивления теплопередачи многослойной конструкции включает датчики температуры и теплового потока и тепловизионное устройство.

Использование: для определения теплопроводности керна. Сущность: заключается в том, что подготавливают образец керна и рентгеновский микрокомпьютерный томограф для сканирования указанного образца керна и получения изображения для каждого сканирования, сканируют указанный образец керна, передают для обработки трехмерное сканированное изображение с томографа на компьютер, предназначенный для анализа изображений, задают толщину слоя внутри полученного трехмерного сканированного изображения для анализа, определяют слой с максимальной теплостойкостью внутри полученного трехмерного сканированного изображения и определяют эффективную теплопроводность образца керна.

Изобретение относится к нестационарным способам определения температуропроводности твердых тел и может применяться в строительстве и теплоэнергетике при проведении тепловых испытаний однородных строительных объектов, теплопроводных и теплоизоляционных материалов.

Изобретение относится к нестационарным способам определения теплопроводности сыпучих материалов и может применяться при изучении термических свойств почв, рыхлых горных пород, сыпучих строительных и прочих дисперсных материалов.

Изобретение относится к газоизмерительному устройство для измерения присутствия заданного газа в текучей среде. Устройство содержит датчик, имеющий чувствительный элемент и нагревательный элемент, сконфигурированный для нагрева чувствительного элемента до предварительно заданной рабочей температуры, причем чувствительный элемент является восприимчивым к заданному газу таким образом, что, по меньшей мере, одно электрическое свойство чувствительного элемента изменяется в зависимости от присутствия заданного газа, причем электрическое свойство чувствительного элемента измеряется газоизмерительным устройством; и цепь управления, имеющую контроллер нагревательного элемента, связанный с нагревательным элементом и измеряющий его электрическое свойство, причем цепь управления имеет источник энергии подогрева, подающий энергию к нагревательному элементу, причем контроллер нагревательного элемента связан с источником энергии подогрева и регулирует его работу в зависимости от измерения электрического свойства нагревательного элемента; средство импульсной модуляции, соединенное с контроллером нагревательного элемента, источником энергии подогрева для управления величиной энергии, подаваемому к нагревательному элементу.

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано для определения коэффициента теплопроводности частично прозрачных керамических и стеклообразных материалов с учетом их прозрачности.
Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам определения физических свойств материалов путем тепловых и электрических измерений, и может быть использовано для оперативного контроля теплотехнических качеств ограждающих конструкций зданий и сооружений в натурных условиях.

Использование: для неразрушающего контроля теплофизических характеристик строительных материалов и изделий. Сущность: заключается в том, что перпендикулярно поверхности исследуемого изделия воздействуют импульсом высокочастотного электромагнитного поля СВЧ-диапазона по линии заданной длины, осуществляя нагрев исследуемого полуограниченного в тепловом отношении тела по плоскости, перпендикулярной плоскости внешней поверхности исследуемого объекта и уходящей внутрь него, причем для организации такого воздействия электромагнитное излучение рупорной антенны СВЧ-генератора фокусируют с использованием рупорно-линзовой антенны в линию заданной длины, измеряют в заданный момент времени после воздействия импульса СВЧ-излучения избыточную температуру на теплоизолированной от окружающей среды поверхности исследуемого изделия в двух точках, находящихся, соответственно, на расстояниях x1 и x2 от плоскости высокочастотного электромагнитного воздействия, длину волны и мощность электромагнитного СВЧ-излучения задают такими, чтобы глубина проникновения электромагнитного поля была не менее, чем на порядок больше заданных расстояний x1 и x2 до точек контроля температуры, имея информацию о мощности теплового воздействия на исследуемое изделие в плоскости СВЧ-нагрева и измеренных в заданный момент времени значений избыточных температур в точках контроля, искомые теплофизические характеристики определяют на основе полученных математических соотношений.

Изобретение относится к области технической физики и может быть использовано при прогнозировании эксплуатационных характеристик композиционных материалов. Заявлено устройство для определения коэффициента теплопроводности материала методом плоского горизонтального слоя, содержащее элемент, исключающий боковые тепловые потери, измерительный блок с нагревателем, измерительную ячейку, предназначенную для расположения образца исследуемого материала и выполненную в виде двух функционально независимых элементов, одного с функцией нагрева, другого - охлаждения, которые расположены соосно и с заданным зазором, обеспечивающим тепловой контакт, термопару, подключенную к измерительному блоку.

Изобретение относится к области исследования изменения теплофизических свойств конструкционных материалов при нанообработке нестационарным методом неразрушающего контроля. Способ состоит в воздействии тепловым импульсом на поверхность образца, регистрации температуры и временного интервала от начала теплового воздействия до достижения температурой в точке регистрации заранее заданного значения. На контактную зону воздействуют тепловым импульсом через индентор, закрытый термоизолятором и имеющий встроенные датчик температуры, нагреватель, и сферическую рабочую часть индентора, выполненную из природного алмаза, которую вдавливают в обработанный поверхностный слой с силой, обеспечивающей заданную длину пятна контакта, нагревают до определенного фиксированного значения температуры, выключают нагреватель и регистрируют время, за которое температура уменьшится до заданного уровня, и по формуле определяют коэффициент теплопроводности. Технический результат - повышение точности определения коэффициента теплопроводности. 1 ил.

Изобретение относится к области технической физики, в частности к тепловым методам исследования материалов, и может быть использовано для определения удельной теплоемкости материалов. Заявлен способ определения удельной теплоемкости материалов, заключающийся в том, что формируют первый и второй идентичные исследуемые образцы из сыпучих или пористых материалов. Приводят их в тепловой контакт по плоскости с источником теплоты. Внешние поверхности образцов приводят в тепловой контакт с эталонными образцами, а внешние поверхности эталонных образцов приводят в тепловой контакт с источниками теплоты. Подводят теплоту к образцам и регистрируют удельную мощность источников теплоты. Измеряют с постоянным шагом во времени температуру, удельный объем твердой фазы образцов, тепловые потоки с тех поверхностей плоских источников теплоты, которые не приведены в тепловой контакт с эталонными образцами. Определяют тепловые потоки через исследуемые образцы и вычисляют удельную теплоемкость. Технический результат - повышение точности определения удельной теплоемкости пористых, волокнистых и сыпучих материалов. 2 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к тепловому неразрушающему контролю объектов, и может быть использовано для определения теплового сопротивления и теплопроводности строительных конструкций. Согласно заявленному способу определения теплопроводности и теплового сопротивления строительной конструкции на сторонах строительной конструкции 1 устанавливают теплоизолированные нагревательные элементы 2, 3. С помощью нагревательных узлов 8, 9 и систем термостабилизации 10, 11 стороны конструкции 1 термостатируются при температурах Т1 и Т2 в течение времени τ. Время τ определяется по формуле τ=4·105·h2, где h - толщина конструкции 1. По истечении времени τ датчиками теплового потока 6 и 7 измеряют тепловые потоки q1 и q2 через строительную конструкцию. Далее определяют теплопроводность λ материала конструкции по формуле λ = ( q 1 + q 2 ) ⋅ h 2 ⋅ ( T 1 − T 2 )                             ( 1 ) , а тепловое сопротивление R - по формуле R = 2 ⋅ ( T 1 − T 2 ) q 1 + q 2                             ( 2 ) . Технический результат - повышение точности данных исследований. 5 ил.

Изобретение относится к текстильной и легкой промышленности и может быть использовано для определения теплозащитных свойств материалов и пакетов одежды. Сущность изобретения заключается в измерении времени остывания аккумулятора тепла, помещенного внутрь материала, пакета одежды, в заданном интервале температур и определении суммарного теплового сопротивления образца. В качестве нагревательного элемента в предложенном решении используется аккумулятор тепла с теплоносителем в виде геля в герметичной упаковке. Технический результат - повышение достоверности оценки теплозащитных свойств не только материалов и пакетов одежды, но и готовых изделий различной объемной формы и конфигурации без их разрушения для подготовки проб. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области теплофизики и может быть использовано при проведении мероприятий неразрушающего контроля комплекса теплофизических характеристик твердых строительных материалов. Согласно заявленному предложению исследуемый образец помещают между плоским нагревателем и охлаждают снизу холодильником, со всех сторон закрывают герметичными крышками и выявляют температурную волну на поверхности исследуемого материала со стороны нагревателя. В электронном блоке управления таймером задают время наблюдения, с помощью пульта управления на кнопках устанавливают температуру нагревателя, температуру холодильника, толщину образца, используя их для определения в вычислительном устройстве электронного блока управления значений коэффициента теплопроводности и коэффициента термического сопротивления. Значения температуры поверхности образца со стороны нагревателя заносят в ЭВМ и используют совместно с полученными в вычислительном устройстве электронного блока управления данными для определения искомых теплофизических характеристик. Также заявлено устройство, реализующее данный способ. Технический результат - повышение достоверности определения теплофизических характеристик твердых строительных материалов. 2 н.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Изобретение предназначено для комплексного определения основных теплофизических свойств твердого тела и может применяться в строительстве и теплоэнергетике. Устройство состоит из источника инфракрасного излучения, твердого тела и системы охлаждения твердого тела, работающей с помощью вентиляционных отверстий на крышке устройства и перфорированной перегородки. Источник инфракрасного излучения осуществляет бесконтактное тепловое воздействие на переднюю лицевую поверхность твердого тела. Температуру твердого тела регистрируют термопреобразователи в период нагрева. Плотность теплового потока регистрирует преобразователь плотности теплового потока. По результатам построения температурного поля твердого тела в период нагрева и дифференциальному уравнению теплопроводности определяют коэффициент температуропроводности твердого тела. В период стационарного теплового режима твердого тела по величине плотности теплового потока, значениям температуры на передней и задней лицевых поверхностях твердого тела и уравнению теплопроводности для плоской стенки при стационарном тепловом режиме определяют коэффициент теплопроводности твердого тела. По найденным коэффициентам температуропроводности и теплопроводности твердого тела расчетным способом определяют коэффициент удельной (объемной, массовой) теплоемкости твердого тела. Технический результат - повышение точности определения основных теплофизических свойств твердого тела. 2 н.п. ф-лы, 7 ил.

Группа изобретений относится к области измерительной техники и может быть использована для исследования температуропроводности материалов. Подготовленный для исследования образец подвергают воздействию тепловой и механической нагрузке, в форме осевого одноосного механического растяжения и угловому отклонению вектора температурного градиента от вектора ускорения свободного падения, совпадающего с вектором силы тяжести. Регистрируют во времени температуру по длине образца и полученные данные используют для определения динамических теплофизических характеристик материала. Установка для исследования температуропроводности материала содержит вакуумную камеру, в которой размещен подготовленный для исследования образец, систему вакуумирования, соединенную с камерой, измерительную систему для мониторинга и регистрации температуры. Камера снабжена регулируемой тягой для механического нагружения образца осевым растяжением посредством перемещения тяги, патрубком, на котором установлен регулируемый фиксатор для фиксированного углового поворота камеры. Измерительная система соединена с термопарами, которые размещены на образце. Технический результат - повышение достоверности определения теплофизических характеристик . 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области исследования теплофизических характеристик материалов и может быть использовано при тепловых испытаниях твердых материалов. Заявлен способ измерения теплофизических свойств твердых материалов методом плоского мгновенного источника тепла, заключающийся в том, что образец исследуемого материала изготавливают в виде трех пластин. Причем тонкую пластину размещают между двумя массивными. Между нижней массивной и тонкой пластинами размещают плоский электронагреватель, а термоэлектрический преобразователь располагают между верхней массивной и тонкой пластинами. Полученную систему предварительно выдерживают при заданной начальной температуре, затем на электронагреватель подают короткий электрический импульс. Для определения теплофизических свойств материала в течение активной стадии эксперимента осуществляют измерение и регистрацию температуры с постоянным шагом во времени, определяют максимальное значение температуры, рассчитывают значение температуры T′ и момент времени τ′, соответствующие заданному значению параметра β. Технический результат изобретения - повышение точности измерения теплофизических свойств твердых материалов за счет выбора оптимальных режимных параметров теплофизического эксперимента. 2 ил.

Изобретение относится к области изучения физических свойств неоднородных материалов и может быть использовано для анализа теплопроводности, температуропроводности, объемной теплоемкости различных материалов. Для определения теплопроводности и температуропроводности неоднородного материала осуществляют нагрев поверхностей образца неоднородного материала и образцов с известной теплопроводностью и температуропроводностью пятном нагрева, движущимся вдоль поверхностей всех образцов. Регистрируют температуру нагреваемой поверхности всех образцов посредством трех датчиков температуры. Возврат источника нагрева и датчиков температуры в исходное положение используют для обратного сканирования с дополнительными измерениями теплопроводности образца для слоя образца неоднородного материала с глубиной и шириной, отличными от глубины и ширины слоя измерений теплопроводности при прямом движении. Для этого устанавливают такое расстояние между одним из датчиков температуры и пятном нагрева, которое вместе с измененными значениями скорости, мощности и размеров пятна нагрева обеспечит требуемые глубину и ширину слоя измерений теплопроводности при обратном движении. Технический результат - повышение точности получаемых данных. 2 н.п. и 10 з.п.ф-лы, 1 ил.

Устройство относится к области измерительной техники и может быть использовано для теплового контроля материалов. Устройство содержит источник импульсного нагрева, четыре термопары, четыре усилителя, дифференциатор, семь интеграторов, пять компараторов, шесть масштабных усилителей, датчик длительности импульса нагрева, четыре блока деления, три блока умножения, экстрематор, переключатель, два делителя частоты, четыре блока памяти, шесть сумматоров, источник опорного напряжения, пять блоков вычитания, блок управления, шесть блоков памяти, переключатель, четыре блока деления и два квадратора. Технический результат - расширение функциональных возможностей устройства. 1 ил.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2014-06-10 2014-06-09T14:05:03
Наверх