ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Классификация методов определения термических коэффициенМетод монотонного нагревания из "Динамические контактные измерения тепловых величин " Известно несколько вариантов классификации методов определения термических коэффициентов материалов [30, 33, 66, 122, 123], что свидетельствует о многообразии новых материалов и областей их применения. При исследовании нового материала стремятся в первую очередь применить существующие методы и устройства. Однако по различным причинам это не всегда удается. В таком случае приходится либо создавать новый метод, либо модифицировать один из известных или синтезировать новый метод на основе нескольких существующих. [c.129] В [271 подчеркивается, что для успешного развития теплофизики необходима дальнейшая дифференциация методов в соответствии с разнообразной спецификой многочисленных материалов, широким интервалом вырьирования свойств и режимов использования их. [c.129] Общепринято делить все методы определения термических коэффициентов на две большие группы 1) методы, основанные на закономерностях стационарного температурного поля 2) методы, основанные на закономерностях нестационарного поля. [c.129] Методы первой группы по существу являются статическими, так как измерение здесь производится в установившемся режиме. В отличие от методов первой группы все остальные методы являются динамическими. [c.129] Статические методы характеризуются сложностью аппаратуры, длительностью эксперимента, особенно для плохих проводников тепла, невозможностью определения всех характеристик из одного опыта (теплопроводность и теплоемкость измеряются отдельно), принципиальной невозможностью определения из опыта температуропроводности. [c.130] Динамическим методам присущи следующие достоинства возможность определения всех коэффициентов из одного опыта кратковременность опыта возможность определения влажности дисперсных сред возможность определения коэффициентов в зависимости от температуры и давления в широком диапазоне высокая точность измерения, обусловленная отсутствием термоприемника в образце сравнительная простота аппаратуры сравнительная легкость проведения опыта, не требующая высокой квалификации исполнителя. [c.130] Преимущества динамических методов объясняются, в частности, двумя причинами. Во-первых, имеется большее число параметров уравнения нестационарного теплообмена, благодаря чему измеряемыми величинами могут быть не только теплопроводность, но и температуропроводность, а также величины, являющиеся комбинациями этих двух величин объемная теплоемкость ср и коэффициент тепловой активности. Во-вторых, эти методы позволяют получить во время опыта и больший объем информации по сравнению со статическими методами. Здесь источником информации является не просто поле температуры, но изменения ее Б пространстве и во времени. [c.130] Поэтому динамические методы имеют тенденцию к увеличению вариантов. [c.130] В основе динамических методов лежит уравнение нестационарной теплопроводности (1.1) для тел прямоугольной и цилиндрической формы, решаемое для каждого метода при определенных заданных краевых условиях. [c.130] Рассмотреть все известные динамические методы не представляется возможным. Ниже дано краткое изложение сущности наиболее распространенных и усовершенствованных методов применительно главным образом к твердым низкотеплопроводным материалам. [c.130] Краткие характеристики таких методов приведены в табл. 5. [c.130] Первые два метода — монотонного нагревания и постоянной мощности нагревателя — относятся к квазистационарным методам, использующим особенности регулярного режима второго рода. [c.130] В методе изотермического источника тепла, называемом также методом двух температурно-временных интервалов, нагрев образца производится путем соприкосновения его со средой с постоянной температурой. Температура образца после начала соприкосновения со средой начинает изменяться по экспоненте. Измеряются временные интервалы и соответствующие им изменения температур. [c.130] Эти методы отличаются друг от друга длительностью тепловых импульсов, конструктивным оформлением устройств и, следовательно, расчетными формулами. Общим является использование принципа охлаждения тела. Оба метода — сравнительные, требующие применения эталонов. [c.132] Принцип охлаждения применяется также в методе, близко примыкающем к последним, в котором специальный нагреватель отсутствует, а в качестве источника тепла используется сам образец, имеющий более высокую температуру, чем эталон. Это так называемый метод эталона неограниченной протяженности. [c.132] Менее распространен метод тепловых волн, однако в настоящее время ведутся усоверщенствования его применительно главным образом к металлам для определения теплопроводности и к жидкостям для определения тепловой активности. [c.132] Этот метод заключается в нагревании образца с определенной постоянной скоростью, измерении перепадов температур в образце и расчете по формулам отдельных теплофизических коэффициентов. [c.132] Таким образом, для определения всех коэффициентов необходимо измерять температуру среды, температуру поверхности пластины, температуру t (х, т) какой-либо точки в пластине и коэффициент теплообмена а между средой и пластиной. [c.133] В отличие от абсолютного в сравнительном [ПО] варианте не требуется определять коэффициент а. В этом случае испытуемый образец в виде пластины толщиной б приводится в тесный контакт с эталоном (в виде коробки) и нагревается вместе с ним в интенсивно перемешиваемой среде (а оо). [c.133] Коэффициенты температуропроводности образца а и эталона определяются по формуле (III.2). [c.133] Вернуться к основной статье