ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Метод постоянной мощности нагревателя из "Динамические контактные измерения тепловых величин " Отличие этого метода от метода монотонного нагревания заключается в том, что здесь не требуется стабилизации скорости нагрева. Образец имеет форму цилиндра, так как в основу метода положено уравнение теплопроводности (1.3). [c.138] По этому методу производилось [46] измерение коэффициента температуропроводности теплоизоляторов в широком диапазоне температур. [c.138] Дальнейшее усовершенствование метода [5] позволило на Основании измерений за один опыт определять коэффициенты теплопроводности, температуропроводности, теплоемкость и плотность полимерных материалов в широком диапазоне температур и давлений. [c.139] Вследствие постоянства потока, подводимого к системе, скорость изменения этальпии системы также постоянна, т. е. [c.139] Принимается (и это подтвердилось опытом), что температура эталона изменяется по линейному закону, а образец — по сложному. Таким образом, во время опыта не устанавливается постоянная разность температур эталона и образца, как это имеет место в методе монотонного нагревания. [c.139] Устройство приемного преобразователя прибора показано на рис. 80. В полый цилиндр — эталон 3 из стали 1Х18Н9Т диаметром 40 мм — вставляется исследуемый образец 5 диаметром 14 мм, который зажимается между пробкой 4 и поршнем 12. С помощью поршня грузом создается необходимое давление. Эталон заключен в экран 10. В свою очередь экран и эталоны заключены в кожух 7, который закрывается с торцов крышками 1. [c.139] необходимое для измерения, выделяетсй нихромовым нагревателем 8. Для регистрации температурного поля эталона по радиусу его на глубину 80 мм по длине сделаны отверстия диаметром 2 мм, в которые заложены термопары 14 типа X К. Электроды термопар вставляются в металлический кожух — иглу с наружным диаметром 1,8 мм и внутренним— 1 мм. На одном конце кожух сваривается с электродами, а на другом вставляется в болт диаметром 4 мм и приваривается к нему. Для лучшего контакта с эталоном игла ввертывается в отверстие до упора. Для регистрации температуры в центре образца аналогичная игла с термопарой соединяется с пробкой 4. [c.140] О—4 мВ. Внутренняя из этих термопар для определения температуры на наружной поверхности образца подключается к другому потенциометру. [c.140] Для уменьшения утечек тепла через торцы установлены асбоцементные прокладки 2, а для полной компенсации через боковую и торцовые поверхности включаются компенсационные нагреватели 6, 9 и И, мощность которых контролируется и регулируется при помощи дифференциальных термопар 13 и 15. [c.140] Измерения выполняются для двух моментов времени — в начале опыта т и в конце его Тк- По термограмме, на которой записывались температуры на образующей эталона для моментов и Тк, наносятся значения температуры на внутренней поверхности эталона и соединяются прямой. Так же строится кривая изменения температуры в центре образца. Эта кривая разбивается на отрезки, соответствующие разности температур в 10° С, и определяется время, необходимое для того, чтобы температура эталона повысилась на 10° С. [c.140] Для определения теплоемкости сначала находится средняя температура по сечению для каждого момента времени как среднеарифметическая из температуры оси и на образующей образца, а затем находится среднеарифметическая температура для данного отрезка времени Дт как полусумма температур по сечениям. [c.140] Количество тепла Q, подведенное к образцу за время опыта Ат = Тк — Тц, можно определить двумя путями. [c.140] Коэффициенты ряда находятся с помощью метода неопределенных коэффициентов. При подстановке этого ряда в уравнение оно должно обращаться в тождество для любого г в интервале где Ri — радиус цилиндра. [c.141] Это выражение справедливо для любого закона изменения температуры на образующей образца. Последний член отбрасывается как пренебрежимо малый по сравнению с суммой первых членов. [c.141] В формулу (П1.11) подставляются следующие величины определенная ранее величина At, скорость нагрева на образующей как отношение изменения температуры на образующей к продолжительности опыта Ат и отношение скорости нагрева к Ат. [c.141] По описанной методике определялись коэффициенты гипсовых, торфяных и шлакобетонных плит (б = 100 мм), фанеры (6 = 8 мм), образцов цементного теста (б = 10 мм). Опыт длится не более 40 мин. [c.142] Схема измерительной установки, реализующей также метод постоянной мощности нагревателя, приведена на рис. 82. Образцы пластины 1 исследуемого материала располагаются снизу и сверху нагревателя 5. Пакет из пластины и нагревателя помещается между двумя эталонными стержнями 2 верхний стержень выполнен из двух частей для зажима между ними холодных спаев термопар. [c.143] Одна термопара с рабочим спаем 6 служит для измерения температуры нагревателя, а другая, с рабочим спаем 7, — для измерения температуры в месте соприкосновения эталона и пластины. Комплект пластин, стержней и нагревателя сжимается винтом 3 для лучшего теплового контакта. [c.143] В качестве материала стержней могут применяться оргстекло с коэффициентом тепловой активности Ь, равным 5,64 10 Дж/(м °С.с / ), и резина с 6=8,56.10 Дж/(м .С.с ). [c.143] Термопары подключаются к регистрирующему электронному потенциометру 4 (одноточечному или многоточечному) с диапазоном шкалы, равным 1 мВ. Для удобства использования производимой прибором записи в нижеприведенных формулах в протяжный механизм встроено дополнительное устройство, которое обеспечивает движение диаграммы со скоростью, пропорциональной 1/1/Т, что обеспечивает запись температур в зависимости от Ат. [c.143] Вернуться к основной статье