Теплопроводность определение, методы измерения

Теория последовательной кристаллизации Н. Т. Гудцова 486 Тепловой баланс слитка 485 Тепловые напряжения 396 Теплоемкость определение, метод измерения 148, 151—157 Теплопроводность зависимость от температуры 157 [c.1201]

Стационарные методы определения коэффициента теплопроводности по характеру измерений делятся на абсолютные и относительные. В абсолютных методах измеряемые в эксперименте величины дают возможность по расчетной формуле (6-6) получить значение коэффициента теплопроводности. В относительных методах измеряемых величин для расчета X оказывается недостаточно. В этом случае большее распространение получил метод сравнения коэффициента теплопроводности исследуемого материала с коэффициентом эталона. При этом в расчетную формулу входит X эталона. Относительные методы имеют определенные преимущества перед абсолютными, так как более просты. Однако отсутствие эталонных . материалов, особенно при высоких температурах, накладывает ограничения на их широкое применение. [c.125]

Нестационарные методы определения удельной теплопроводности основаны на измерении разности температур в функции времени при неустановившемся тепловом потоке. Преимуществом нестационарных методов является быстрота определения — всего несколько минут, в то время как измерение удельной теплопроводности стационарным способом может потребовать многих часов. Образец испытуемого материала с нанесенными на него термопарами нагревают или непосредственно от электронагревательного элемента, или при внесении в термостат. Возможно также охлаждать предварительно нагретый образец, наблюдая изменения температур в различных точках образца с течением времени соответствующими вычислениями находят значение удельной теплопроводности. [c.167]

Основной трудностью при исследовании теплопроводности и степени черноты отложений, как уже отмечалось, является определение температуры поверхности эолового слоя, загрязняющего трубу. Вследствие того, что слой осыпается от прикосновения к нему, контактные методы измерения температуры поверхности, неприменимы. [c.63]

Как известно [1—4], стационарные методы измерения теплопроводности требуют большой затраты времени, измеряемого иногда часами, и весьма трудоемки. Значительно быстрее коэффициент теплопроводности может быть определен с помощью методов, в которых не требуется стационарного распределения температур. [c.20]

Метод изгиба свободно деформирующейся пластины [9.13]. Высокой производительностью, простотой и точностью обладает метод измерения теплопроводности, основанный на определении деформации изгиба свободно деформирующейся пластины деформация возникает вследствие перепада температур по толщине [c.59]

Необходимо коротко остановиться на особенностях нагрева образцов в дилатометрах. В любом методе измерения размеров образца нагрев может быть либо непрерывным при определенной скорости нагрева, либо образец нужно выдерживать при постоянной температуре до тех пор, пока не будет достигнуто равновесие. Оптимальная скорость нагрева зависит от теплопроводности образца. [c.53]

Нестационарные методы определения теплопроводности основаны на измерении разности температур в функции времени при неустановившемся процессе теплопередачи. [c.589]

На фиг. 8—7 представлены результаты наших опытов по определению коэффициента теплопроводности и удельного электрического сопротивления вольфрама в интервале температур от 400 до 2300 и молибдена в интервале температур от 350 до 2250° К. Химическая чистота исследованных образцов металлов была 99,95 у вольфрама и 99,9% у молибдена. Как видно из графиков, теплопроводность вольфрама и молибдена с ростом температуры уменьшается. Следует отметить при этом хорошее согласование результатов, полученных термопарным (черные кружки) и пирометрическим (белые кружки) методами измерения температур. [c.143]

Значительно позднее упомянутых выше стационарных методов определения коэффициента теплопроводности был предложен метод регулярного режима, являющийся нестационарным. Г. М. Кондратьев [244, 245] создал теорию регулярного режима, основанную на том, что в процессе охлаждения тела относительная скорость изменения температуры в единицу времени при таком режиме является постоянной и одинаковой во всех точках. Первоначально Г. М. Кондратьев на основании этой теории предложил методы измерения коэффициента теплопроводности твердых тел, а в дальнейшем [246] и жидкостей. [c.206]

Второй из упомянутых методов предназначен для работы с образцами в форме проволоки. Здесь сочетается нестационарный способ измерения теплоемкости, основанный на нагреве проволоки током, содержащим переменную составляющую, со стационарным методом измерения теплопроводности того же объекта на той же установке. Теплоемкость определяется фотоэлектрической регистрацией колебаний температуры проволоки при известной мощности переменного нагрева, для определения теплопроводности изучается распределение температуры вдоль проволоки вблизи искусственно созданного локального искажения температуры. Систематическая погрешность измерения теплоемкости и теплопроводности в этом методе оценивается примерно в 4%. Заканчивая изложение вопросов, имеющих отношение к методической части работы, скажем несколько слов о методической новинке. Речь идет о новом способе анализа экспериментов, где используется П-образная модуляция мощности. Эксперименты показывают, что кривые изменения температуры имеют, как правило, довольно протяженный линейный участок. Это означает, что в пределах полуцикла изменения мощности в процессе реализуются условия нагрева образца с постоянной скоростью, т. е. так называемый регулярный тепло- [c.52]

Измерение теплового потока по количеству испарившейся жидкости используется в описанном в работе [237] приборе для определения коэффициента теплопроводности по методу пластины (рис. 2). Холодильником в приборе служит кожух 4, заполненный кипящей жидкостью. Центральный сосуд 5 имеет отдельный отвод пара, который направляется в выносной змеевик 2. Объем образующегося конденсата измеряется мензуркой 8. Пар из кольцевой (охранной) части со- [c.8]

Несмотря на перечисленные трудности, метод адиабатического размагничивания послужил основой большого числа новых исследований. Наиболее простыми являются эксперименты, относящиеся к определению магнитных свойств самих парамагнитных солей и достигаемых с их помощью абсолютных температур. Однако ири помощи солей охлаждались также и другие материалы с целью проведения на них физических измерений. В последние годы были изучены свойства жидкого гелия, открыто несколько новых сверхпроводников и измерена электропроводность и теплопроводность многих металлов. [c.424]

В этом методе весьма важно правильно измерить среднеинтегральную температуру Т, что, вообще говоря, связано с известными трудностями, так как там, где подводится (отводится) тепло, температура неизбежно распределена неравномерно. Для измерения среднеинтегральной температуры жидкости или газа либо организуют тщательное их перемешивание, либо (что чаще всего) измеряют температуру в нескольких точках поперечного сечения потока с по- следующим их осреднением. Еще более сложно эта задача решается в случае, когда тепло воспринимается твердым телом. В этом случае задачу осреднения температуры решают чаще всего путем специального выбора места расположе-.ния термопары — ее располагают в том месте, где температура наиболее близка или, в лучшем случае, равна среднеинтегральной температуре. Например, при линейном изменении температуры по толщине пластины, взятой в качестве тепловоспринимающего тела, термопару следует располагать в среднем сечении пластины. В случае произвольного расположения термопары при определении теплового потока либо отождествляют измеренную температуру с расчетной, предварительно приняв меры к уменьшению возможной погрешности из-за этого допущения (уменьшенные размеры тела, использование материала с высокой теплопроводностью), либо проводят предварительную тарировку всего устройства для измерения теплового потока. [c.273]

Назначение работы. Изучение теории теплопроводности, факторов, определяющих теплопроводность, методов ее опытного определения. Ознакомление с. экспериментом и получение навыков в измерениях. Перед выполнением лабораторной работы необходимо изучить 1.1 и 1.3 Практикума. [c.125]

Таким образом, при экспериментальном исследовании термоупругого напряженного состояния элементов конструкции не всегда представляется возможным проводить измерения на тех участках поверхности, на которых необходимо знать тепловое и напряженное состояние. В этих случаях измерения ограничены некоторым доступным участком поверхности, в то время как определение напряженного состояния не доступных для измерений участков поверхности, а также и в объеме элемента требует знания теплового состояния всей поверхности. Ниже изложен метод определения теплового состояния поверхности, не доступной для прямых измерений, по найденным из эксперимента деформациям (напряжениям) и температуре на части поверхности элемента. Тепловое состояние в объеме элемента может быть затем найдено решением задачи теплопроводности, а напряженное состояние решением соответствующей краевой задачи термоупругости. [c.79]

В экспериментальной практике полезным может оказаться метод импульсного теплового источника. Метод состоит в измерение возмущения декремента затухания основной температурной гармоники 6vi от одиночных или периодически повторяющихся импульсов теплового источника. Причиной возмущения декремента может быть возмущение какого-либо параметра в системе, подлежащее определению (например, изменение коэффициента теплопроводности, коэффициента теплоотдачи, поля скоростей). Представляет интерес разработка этого метода применительно к работающему ядерному реактору, в котором можно периодически создавать импульсные вспышки мощности. Сравнивая измеряемые декременты спада основной температурной гармоники, можно судить об изменениях, происходящих со временем в условиях охлаждения твэлов или в процессах теплопередачи внутри самих твэлов (например, из-за появления дефектов между сердечником и оболочкой твэла, из-за изгиба твэлов и др.). Тем самым может быть обоснован и разработан способ контроля и диагностики состояния теплонапряженных элементов ядерного реактора, основанный на измерении декремента затухания. [c.115]

Определение тепловых параметров методом нестационарной теплопроводности позволяет в некоторых случаях проводить измерения при непрерывном изменении температуры до желаемого ее значения. Это дает возможность получить сразу соответствующую непрерывную кривую изменения измеряемого теплового параметра в широком интервале температур, в то время как во всех стационарных методах такие кривые строятся по нескольким опытным точкам, соответствующим различным стационарным тепловым режимам, число которых обычно ограниченно. Измерения тепловых параметров различных веществ производятся при относительно небольших перепадах температур, что приближает их средние значения к истинным. [c.62]

В книге приводится описание методов и аппаратуры для экспериментального определения теплоемкости, теплопроводности и температуропроводности материалов в твердом, жидком и газообразном состояниях. Методы основываются на решении задач нелинейной теплопроводности в режиме монотонного разогрева (охлаждения) образцов и в совокупности позволяют осуществлять теплофизические измерения в области температур от — 180 до 3000° С. Главное внимание уделено физической сущности методов, особенностям технической реализаций экспериментальных установок и анализу методических погрешностей опыта. [c.2]

Большинство методов, основанных на нестационарном тепловом режиме [2], не позволяет определить теплопроводность л и температуропроводность а из одного опыта. Определяя Я и а в разных опытах, нельзя быть уверенным в идентичности условий для них. Кроме того, для большинства нестационарных методов необходимы длительные вычисления при обработке результатов опыта. Даже самые скоростные методы определения теплофизических характеристик [3] требуют для проведения измерений и получения результатов 2—3 час. [c.65]

В качестве примера рассмотрим измерения, проведенные на танталовой проволоке 0 1 мм. Расчет теплопроводности тантала проводился по формуле (18), т. е. для измерений использовались короткий и длинный образцы. В связи с этим в водоохлаждаемые зажимы первоначально была поставлена проволока длиной более 150 мм. В этом случае отводом тепла на концах в сравнении с потерями на радиацию можно было пренебречь, и образец рассматривался как бесконечно длинный . На длинной проволоке был определен температурный ход удельного электросопротивления и построена зависимость температуры проволоки от величины силы тока. Затем расстояние между зажимами уменьшалось до 30 мм и в них была укреплена эта же танталовая проволока, но уже в форме короткого образца. На образец подавался определенной величины ток и проводились измерения распределения температуры вдоль проволоки в средней части образца. Полученные данные наносились на график (рис. 1), и по углу наклона прямой определялась величина коэффициента а. Значение а можно также получить аналитически методом наименьших квадратов. Нами применялась как графическая, так и аналитическая обработка результатов. Таким образом получались все необходимые величины для подсчета коэффициента теплопроводности. [c.98]

Метод текущей тепловой компенсации может быть применен для определения локального коэффициента теплообмена, а если известен температурный перепад по толщине испытуемого участка — также и коэффициента теплопроводности, для расчета температуры з недоступных непосредственному измерению местах. Получив результаты измерения в различных характерных точках, можно составить картину теплового поля, например, электрической машины. Другими словами, метод может дать инженерное решение системы уравнений Лапласа и Пуассона. [c.165]

Исходя из уравнения (5-18), общий принцип стационарных методов экспериментального определения коэффициента теплопроводности X веществ сводится к измерению в установившемся режиме теплового потока Q, проходящего через слой исследуемого вещества заданных размеров, и перепада температур на обоих его изотермических поверхностях. [c.303]

В [1.15, 3.3, 3.4, 3.5] для определения теплопроводности фреона-12 в однофазной области применяли метод нагретой нити, а измерения выполняли на трех отличаюш,ихся экспериментальных установках и охватывали как жидкую, так и газовую фазу М интервале Г=116—437 К при давлении до 60 МПа. В перекрывающейся области параметров результаты трех серий измерений достаточно хорошо согласуются, а расхождения с наиболее надежными опытными данными других авторов, как правило, не превышает 3—4 %. [c.118]

Теплопроводность аммиака в жидком и газообразном состояниях при различных температурах и давлениях была определена многими исследователями в табл. 51 включены работы, выполненные до 1977 г. Как видно из таблицы, измерениями охвачен общий предел температур от 208 до 773 К и давлений от атмосферного до 481 бар. Следует отметить, что наибольшая часть работ по определению теплопроводности газообразного аммиака при атмосферном давлении выполнена методом нагретой нити. [c.242]

Измерение теплопроводности твердых тел. Стационарный метод плоского слоя. Метод, теория которого изложена в [6, 49], может быть использован для определения теплопроводности твердых тел, жидкостей и газов. [c.418]

Рис. 7.27. Схема измерений по методу плоского слоя для определения теплопроводности твердых тел

Измерение и обработка первичных опытных данных, учет влияния различных факторов на результаты измерений проводились по известному методу, изложенному в работах [10—12]. Расчетная погрешность в определении коэффициентов теплопроводности не превышала 1,5%. [c.8]

Относительный стационарный метод определения удельной теплопроводности основан на измерении разности температур между концами образца при установившемся тепловом потоке. Метод состоит в следующем. Между нагревателем 2 (рис. 9-1) с температурой Т (например, сосуд с кипящей водой) и холодильником 6 с температурой Та (например, ящик с тающим льдом) помещены испытуемый образец 3 и образец эта- лонного материала 5 с известным значением удельной теплопроводности Я т- Оба образца представляют собой пластинки одинакового поперечного сечения толщиной t и Образцы закрепляются с помощью прижимной плиты 7. Для обеспечения надежных 1епловых контактов между нагревателем, образцом, эталоном и холодильником предусматриваются металлические прокладки 9. Температура прокладки между образцом и эталоном измеряется термометром 4. Прибор окружен теплоизоляцией /. Для стока воды из холодильника используется трубка 8. [c.166]

Воркутский уголь 4—то же 5—толщина отложений. 6—то же, расчеты по теории загрязнения 7—падающий тепловой поток 5—обратный тепловой поток, измеренный термозондом Р—температура поверхности отложений, измеренная методом калориметрирования в топке 10 — то же, расчеты по теории загрязнения 11, 12 — тепловая эффективность, коэффициент теплопроводности отложений, определенные методом калориметрирования в топке 13 — расчеты по теории загрязнения. [c.130]

Относительно поведения коэффициента теплопроводности А, существует некоторое расхождение в мнениях. В соответствии с классическими методами измерение этого коэффициента производится путем создания в жидкости или газе градиента температуры и определения установившегося потока тепла. Однако вблизи критической точки при малых градиентах температуры существуют большие градиенты ттлотности, что приводит к возникновению конвекции, которая зачастую затемняет результаты измерений [124]. Более детальные исследования показали, что коэффициент теплопроводности вблизи критической точки аномально возрастает [8, 91, 125, 138, 167]. Поскольку исключить влияние конвекции очень трудно, некоторые авторы подвергали этот вывод сомнению. В частности, ряд русских экспериментаторов отрицают существование подобной аномалии [167, 4, 5]. [c.138]

Метод измерения В., основанный на изменении теплопроводности в зависимости ог давления, предложен Пирани. Метод заключается в том, что платиновая или вольфрамовая проволока длиной от 20 до 50 ем и диам. в несколько сотых мм закрепляется помощью стеклянных ножек в В. (наподобие закрепления волосков электрич. лампочек). По проволоке пропускается тек в несколько десятков шА, чтобы нагреть ее приблизительно до 200°. Количество тепла, выделяющееся в нити, определяется ф-лой Джоуля Q =1 В, где г—сила тока, а В — сопротивление нити. Т. к. сопротивление платины Л по определенному закону меняется с темп-рой ее, то, измеряя В мостиком Уитстона, можно определить темп-ру Т нити. Зная количество тепла и темп-ру, можно определить коэф. теплоотдачи. Обычно поступают так изменяя ток а следовательно и Q, держат Л, а следовательно и Т постоянным. Тогда, чем больше теплоотдача, тем больше нужно ваять градуируя прибор помощью манометра Мак-Леода, можно найти зависимость между ь и давлением р. Схема установок изображена на фиг. 12. Интервал давления, к-рый измеряется этим манометром, от 4,5 10-2 до 7 10- мм Hg. На элек- [c.126]

Тепловой баланс нагревательных плит. Для того чтобы сформулировать математически условия, при которых протекают в нагревательных плитах процессы теплопроводности, требуется располагать значениями коэффициентов теплоотдачи на поверхности плит и прессформ, а также коэффициентов сопротивления теплопереходу от плит к соприкасающимся с ними деталями (Прессформами, столом, траверсой и т. п. ). К сожалению, экспериментальные данные по этому вопросу весьма скудны, что следует объяснить большими, иногда, возможно, непреодолимыми трудностями получения таких данных на прессе, находящемся в условиях нормальной эксплуатации. Так, коэффициент теплоотдачи свободных поверхностей плит и прессформ вулканизационного пресса вряд ли может быть определен непосредственно. Косвенные же методы измерения дают усредненные значения. По-видимому, значения коэффициентов теплоотдачи свободных поверхностей плит и прессформ при расчете поля следует выбирать на основании сопоставления результатов косвенных измерений по балансу энергии С результатами, полученными по известным расчетным формулам [17]. [c.45]

Для определения электросопротивления использовался зондовый метод измерения падения напряжения и тока на равнотемпературном участке образца. Температурная зависимость козффициента теплопроводности определялась видоизмененным электрическим методом [1]. В основу определения температурной зависимости коэффициента излучения положено сопоставление яркостной температуры поверхности образца и отверстия, имитирующего абсолютно черное тело. Опытным путем установлено, что для используемых образцов (цилиндр высотой 18—25, диаметром [c.135]

В [118] приведены сглаженные значения Ср при атмосферном давлении, полученные расчетным путем по данным о коэффициенте теплопроводности. Коэффициент теплопроводности измерен относительным стационарным методом нагретой нити [117] с применением искусственного приема исключения влияния конвекции. Формула для расчета Ср представляет собой комбинацию критериев Нуссельта, Грасгофа и Прандтля, в которые входят как теплопроводность, так и теплоемкость Сенфтлебен оцепил погрещность полученных значений теплоемкости в 2 % Однако сложность и относительный характер метода измерения теплопроводности, а также применение расчетного способа определения Ср ставят авторскую оценку точности данных [118] под сомнение. [c.25]

При разработке нестационарных методов измерения исходят из решений дифференциального уравнения теплопроводности при определенных начальных и граничных условиях, которые характеризуют режимы изменения J r7ипj)pnт uы иа 1Швер сности [c.17]

Теплопроводность измеряется обычным методом, а именно путем определения перепада температур между двумя точками, расположенными вдоль стержня, нагреваемого с одного конца и охлаждаемого с другого. Выше 1° К для охлаждения служит гелиевая вапна для измерения температуры используются газовые гелиевые термометры. Ниже 1° К образец охлаждается с помощью парамагнитной соли, которая служит и для охлаждения одного конца стержня. В этом случае для измерения температуры применяются угольные плепочпыс термометры. [c.663]

Вторая глава посвящена основным теоретическим положениям тепломассометрии обоснованию методов и средств раздельного определения компонентов внешнего тепломассообмена, когда потоки теплоты и массы переносятся главным образом конвекцией и излучением, и внутреннего тепломассопереноса, в котором превалируют диффузия и теплопроводность. Приведено описание новых методов комплексного измерения эффективных теплофизических характеристик (ТФХ) материалов и продуктов, подлежащих технологической обработке теплом или холодом. [c.8]

Измерение коэффициента теплопроводности в стационарном режиме. По методу определения % в стационарном режиме кроме тепломеров используются одиночные термопары для измерения температуры или перепада температур, в частности медь-константановые высокой стабильностью и воспроизводимостью в диапазоне 170... 375 К. Градуировка их производится до закладки в теп-ломассомеры и в готовом устройстве по реперным точкам и в термостатах. Поскольку абсолютные отклонения термо-э. д. с. от табличных величин не превышали 0,05 мВ, таблицу из [14] можно использовать в качестве рабочей. [c.124]

К достоинствам метода относятся простота электрической схемы и способа измерения искомых напряжений, а также большая точ ность полученных результатов. Исследования показали [100], что ошибка в определении температуры по этому методу практическ возникает только при аппроксимации дифференциального уравне ния теплопроводности уравнением в конечных разностях и резуль таты, полученные при численном решении, совпадают с экспери ментальными результатами. Более подробно с методом электриче ской аналогии можно ознакомиться в специальной литературе [37] [c.102]

Методы определения и уточнения граничных условий теплообмена на основе решения обратных задач теплопроводности, как уже отмечалось, нашли довольно широкое применение в инженерной практике [116-118]. Однако, ввиду довольно сложной конфигурации исследуемых деталей и узлов, многообразия условий их обтекания, необход ости учета отклонений реальных параметров объекта и среды от проектных значений, а также вли5шия погрешности измерений температур, корректность решения обратных задач и возможность достижения необходимой для практики точности результатов должны в каждом конкретном случае быть предметом тщательного анализа. [c.120]

Для исследования физических свойств жидкостей и их смесей в ГИИТТ были разработаны приборы для измерения теплопроводности и удельной теплоемкости. Речь идет, в частности, о приборах для определения теплопроводности вязких жидкостей нестационарным методом, в пределах температур от 15 до 90° С теплопроводности неагрессивных [c.37]

Коэффициент теплопроводности жидкостей измеряется обычно каким-либо из двух методов. По первому методу жидкость помещают между цилиндрическими поверхностями, а по второму — между плоскопараллельными. Коэффициент теплопроводности выражается в ккал см я град) или в ккалЦм ч град или в соответствующих британских единицах. Недавно разработан удобный и надежный метод определения коэффициента теплопроводности. По этому методу измеряется количество тепла, необходимого для повышения температуры данного количества жидкости на заданное число градусов в точно определенных условиях испытания. Измерительный прибор представляет собой пробирку из свинцового стекла в пробирку (вдоль продольной оси) впаяна прямая платиновая нить. К концам нити припаяны выводы для подачи напряжения таким образом, прибор подобен обычному платиновому термометру сопротивления. Сопротивление нити можно измерять при помощи стандартного измерительного моста. Такой метод обеспечивает исключительно хорошее совпадение расчетных и измеренных значений для некоторых широко применяющихся органических жидкостей и для ряда продуктов, перспективных с точки зрения их использования в качестве жидкостей для гидравлических систем. Разработан также метод определения коэффициента [c.111]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...