ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Метод непрерывного нагревания с переменной скоростью из "Экспериментальное исследование процессов теплообмена " Метод температурных волн применяется для исследования температуропроводности как хороших [Л. 1—3], так и плохих проводников тепла 1[Л. 4—7]. Применительно к металлам и другим проводникам в твердом состоянии опытным образцам придается форма стержней постоянного поперечного сечения. На одном конце осуществляется периодическое нагревание. Металлы в жидком состоянии помещаются в тонкостенные трубки. В Л. 1] для этой цели применяются трубки из нержавеющей стали длиной 2Э0 мм и диаметром 8,6 мм. В оба конца трубки ввариваются пробки. Жидкий металл заливается в трубку через отверстие, сделанное в верхней пробке в условиях вакуума. Между уровнем жидкого металла в трубке и верхней пробкой оставляется некоторый компенсационный объем. На верхнем конце образца помещается обмотка импульсного электрического нагревателя, в цепь которого включается прерыватель. Питание импульсного нагревателя осуществляется через стабилизатор напряжения. Температура образца измеряется с помощью двух термопар, спаи которых привариваются точечной сваркой к поверхности опытной трубки. Постоянная составляющая ТЭДС измеряется потенциометром ППТН-1 переменные составляющие записываются электронным потенциометром типа ЭПП-09. [c.97] Опытная трубка, заполненная исследуемым металлом, затем помещается в вертикальную трубчатую электрическую печь, которая позволяет получить температуру порядка 1 000° С. [c.97] При этом вводится поправка, учитывающая изменение расстояния между термопарами в соответствии с изменением температуры. Максимальная относительная ошибка измерения температуропроводности составляет 10%. Она в основном обусловливается ошибками определения амплитуд и фаз, получаемых температурных гармоник. [c.98] 3] метод температурных волн используется при электронном обогреве опытного образца. Металлический образец выполняется в форме диска диаметром 7—8 мм с толщиной 0,2 мм, являющимся одновременно анодом. Над анодом помещается катод, изготовленный из вольфрамовой проволоки в форме плоской спирали. Катод является эмиттером электронов. Его накал осуществляется постоянным током. Расстояние между анодом и катодом составляет 4—6 мм. Система анода с катодом помещается в вакуумную камеру. Условия теплообмена образца характеризуются величиной критерия Био от 0,001 до 0,01. Создавая необходимую разность потенциалов между анодом (образцом) и катодом, можно получить направленный поток электронов с катода на анод. Энергия электронов, бомбардирующих анод, пропорциональна этой разности потенциалов. Изменение разности потенциалов в пределах 300—I ООО в позволяет получить температуру образца от 1 600 до 3 000° С. [c.98] Частота ю измеряется пересчетным устройством ПСТ-1Ш. По найденной величине угла сдвига фаз определяется 2 из графика = Для 2 1,6—2 эта зависимость является линейной. Температура образца измеряется оптическим пирометром ОППИР-017. Ошибка измерений коэффициента температуропроводности составляет порядка 5%. [c.99] Метод непрерывного нагревания исследуемого материала представляет расширение описанного выше квази-стационарного режима. [c.99] Нагревание образца исследуемого материала может осуществляться теплопроводностью, конвекцией, излучением. Рассматриваемый метод является динамическим, так как позволяет за один опыт найти температурную зависимость во всем интервале нагревания образца [Л. 1, 2]. [c.100] Общее решение этого уравнения представляется бесконечным рядом. Значение температуры на оси образца 0 и на его поверхности находится путем подстановки в ряд вместо текущего значения г=0 и г=Д, где R — наружный радиус образца. После соответствующих вычислений определяется разность между указанными температурами. [c.100] Если Е = т1=0, то уравнение (2-44) переходит в уравнение (2-36), справедливое для квазистационарного режима. [c.101] Л(д — радиальный температурный перепад в образце. [c.101] Следовательно, для определения температуропроводности в общем случае любых типов граничных условий и при любой интенсивности теплообмена тела с окружающей средой необходимо измерить температуру в двух точках по сечению тела на оси и в точке, температура которой равна средней температуре, или время запаздывания в одной из этих точек по сравнению с другой. [c.102] Исследование температуропроводности тепловой изоляции в воздушной, гелиевой среде и в условиях вакуума. [c.102] КИМ к диаметру трубы и длиной 130 мм. По оси oSpaJi-цов делаются сверления диаметром 3 мм до среднего сечения образца для закладки измерительной термопары. На внешней поверхности по образующим опытных образцов делаются канавки сечением 2x4, позволяющие заложить спаи двух термопар в среднем сечении. Кроме того, две термопары закладываются в двух каналах образца. [c.104] Одна из средних термопар является измерительной, другая — контрольной. По ее показаниям и по показаниям концевых термопар контролируется равномерность распределения температуры по длине образца. Спаи и электроды термопар закрепляются в отверстиях и каналах с помощью замазки из порошка, изготовленного из того же материала, что и сами опытные образцы. После заделки термопар образцы длительное время подвергаются сушке в сушильном шкафу. Опытные образцы имеют торцовую изоляцию 11 и 14. На внешней поверхности опытных образцов и защитной торцовой изоляции делается ряд продольных пазов для свободного доступа воздуха или гелия из газовой камеры, в которую помещается электрическая печь вместе с опытными образцами. Газовая камера представляет собой цилиндрический кожух, верхняя крышка которого является съемной. После установки в ней цечи крышка герметически закрывается. К газовой камере присоединяются вакуумная установка и баллон с гелием. Измерение избыточного давления в камере осуществляется образцовым манометром остаточное давление при разрежении измеряется с помощью манометрической лампы и вакуумметра. [c.104] Электрическое питание осуществляется от сети переменного тока напряжением 220 в через стабилизатор напряжения. Каждая из трех секций нагревателя печи имеет раздельное питание и регулировку с помощью регуляторов типа РНО-250/5. В электрическую цепь секций нагревателя включены контрольные амперметры через трансформатор тока и вольтметр. Время запаздывания измеряется с помощью секундомера по двум термопарам, подключаемым поочередно к потенциометру типа ПП-1, в котором нуль-прибор заменен на чувствительный зеркальный гальванометр типа М-21. [c.104] Измерение э. д. с. термопар, служащих для определения перекоса температуры, осуществляется трехточечным электронным потенциометром типа ЭПП-09 с пределом измерения 0—1 100° С. Показания этих трех термопар фиксируются на диаграммной ленте через каждые 15 сек. По показаниям средней термопары определяется температура опытного образца по мере его нагревания во время эксперимента. [c.105] При использовании метода температурных перепадов производится измерение температуры на оси и радиальный перепад в образце. Температура образца на оси измеряется потенциометром ЭПП-09, а радиальный перепад— полуавтоматическим потенциометром Р2/1 или ППТН-1. [c.105] На рис. 2-17 показан описанный вариант измерительной схемы, рассчитанной на одновременное исследование температурапроводности по методу температурных перепадов (левая часть схемы) и по методу времени запаздывания (правая часть схемы). Этот вариант особенно удобен для исследования неэлектропроводных материалов. [c.105] Температурный перепад Mr в образце измеряется с помощью дифференциальной термопары, присоединенной к зеркальному гальванометру типа ГЭС-47 или М-21, шкала которого отградуирована на диапазон температур порядка 10° С. [c.105] Для повышения точности определения времени запаздывания предусматривается использование электрического секундомера, включение и выключение которого осуществляются с помощью фотоэлемента, реагирующего на зайчик гальванометра в форме щели. [c.105] Вернуться к основной статье