Теплопроводность, метод определения стационарный

В настоящем разделе будет рассмотрен метод определения стационарного распределения температуры и плотности результирующего теплового потока при совместном действии теплопроводности и излучения в приближении оптически толстого слоя. Предположим, что-слой является оптически толстым (т. е. pZ, = = ТоШ I) и серым, имеет черные границы т = О и t = то, которые поддерживаются при постоянных температурах fi и Гг соответственно, и что объемная мощность внутренних источников энергии постоянна и равна h. [c.495]

Курс теории теплопроводности применительно к задачам инженерной практики. В книге рассмотрены аналитические, численные, графические и экспериментальные методы определения стационарных и нестационарных температурных полей в различных системах. Общие положения иллюстрируются подробным разбором многочисленных конкретных задач, в том числе таких сложных систем, как лопатка турбины, крыло реактивного самолета, ядерный реактор и др. Специальная глава посвящена методам моделирования тепловых систем. Каждая глава содержит библиографию и многочисленные задачи учебного характера. В Приложении даны таблицы значений некоторых специальных функций и корней трансцендентных уравнений, необходимых для аналитического расчета тепловых систем. [c.436]

Коэффициенты теплопроводности определяют при стационарном и нестационарном режимах. Ниже рассматриваются лишь основные методы определения коэффициентов теплопроводности, получившие широкое распространение, такие, как стационарный метод трубы, стационарный метод плиты и нестационарный метод регулярного режима. [c.519]

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]

Теоретической основой стационарных методов определения теплопроводности, изложенных в Практикуме, являются решения одномерных задач теплопроводности без внутренних источников теплоты для пластины, цилиндра и шара (см. п. 1.3.2). В экспериментах измеряют тепловой поток, температуры на поверхностях образца, размеры (толщину, внутренний и внешний диаметры). Далее по формулам п. 1.3.2 вычисляют теплопроводность. Для исключения методических погрешностей необходимо позаботиться, чтобы в эксперименте были реализованы условия, при которых получены соответствующие теоретические решения. [c.125]

Абсолютный стационарный,метод определения удельной теплопроводности сводится к следующему. Образец испытуемого материала толщиной t, м, площадью поперечного сечения Р, м, помещают между нагревателем и охладителем. [c.167]

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]

Результаты, полученные стационарными методами определения теплопроводности, у различных авторов весьма противоречивы. Это, вероятно, связано с очевидными техническими трудностями при точном определении градиента температур в покрытии, несоблюдением условий стационарности и одномерности, влиянием контактного теплового сопротивления между исследуемым покрытием и термопарой и т. д. [9, 153]. [c.91]

Изложены современные методы расчета и оптимизации параметров термоизоляции энергетических установок при стационарном и нестационарном режимах работы применительно к корпусам паровых и газовых турбин энергоблоков, трубопроводам теплотрасс и паропроводам, котельным и печным агрегатам. Рассмотрены теплоизоляционные конструкции с теплопроводными включениями и разнородными анизотропными материалами. Получены оценки для эффективных значений теплофизических характеристик термоизоляции из композиционных материалов различной структуры. Проведен учет зависимости теплофизических характеристик материалов от температуры и предложен приближенный метод определения термического сопротивления теплоизоляционных конструкций сложной формы с контролем погрешности расчета. [c.2]

Для определения стационарных или нестационарных температурных полей, обусловленных тепловыми воздействиями на конструкцию, на второй стадии проводится решение соответствующих краевых задач теплопроводности. Из-за перечисленных выше сложностей, имеющих место и в этом случае, решение данных задач также проводится численно. Наиболее удобен и эффективен в этом отношении метод конечных элементов, позволяющий на одном и том же представлении расчетной области определять и температурные поля, и напряжения [9]. [c.256]

Таким образом, мы получили простой метод определения величины отношения Kja, отношения коэфициентов теплопроводности и электропроводности. Для нахождения Kja по этому методу нужно только измерять разности температур и потенциалов в двух точках проволоки, причем сила тока регулируется так, чтобы распределение температур в проволоке оставалось стационарным. [c.97]

Рис. 7. Схема прибора для определения теплопроводности неагрессивных жидкостей стационарным методом

На основе закономерностей нестационарного температурного поля разработаны скоростные экспериментальные методы определения коэффициентов теплопроводности, температуропроводности и теплоемкости твердых, жидких и газообразных тел одновременно из одного кратковременного опыта [Л. 7—9]. Зти методы почти полностью вытеснили методы определения теплофизических коэффициентов, основанных на закономерностях стационарного температурного поля, и методы прямого калориметрирования. [c.10]

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]

В нелинейных задачах стационарной теплопроводности для определения коэффициентов получается нелинейная система алгебраических уравнений, решать которую обычно приходится численными методами с использованием ЭВМ [56]. [c.169]

В практике испытаний электроизоляционных материалов применяют стационарные и нестационарные методы определения теплопроводности. И те и др тие могут быть абсолютны- [c.439]

Рис. 25-100. Схема прибора для определения теплопроводности Я, относительным стационарным методом.

Абсолютный стационарный метод определения теплопроводности сводится [c.587]

Поэтому, чтобы определить истинный коэффициент теплопроводности влажного тела, необходимо свести массоперенос к минимуму. С этой точки зрения стационарные методы определения коэф- [c.417]

Определение коэффициента теплопроводности на приборах стационарного метода заключается в измерении тем или иным способом плотности стационарного теплового потока, протекающего через испытываемый образец, при одновременном измерении перепада температур на образце. Определения теплопроводности производились на предложенном ранее приборе [5], отличительной чертой которого является принципиально новая схема измерения теплового [c.255]

Определение коэффициента теплопроводности проводится по стационарному методу цилиндра. Расчетная формула имеет вид [c.266]

Методы определения теплопроводности, основанные на стационарном режиме, подразделяются на абсолютные, относительные и косвенные. [c.70]

Определение коэффициента теплопроводности материала по методам, основанным на стационарном потоке тепла. Метод пластины применяется для испытаний плитных материалов, но может быть использован также для сыпучих и волокнистых материалов. Схема установки для определения коэффициента теплопроводности методом пластины изображена на рис. 7. Образец 1 исследуемого материала в форме диска помещен между электрическим нагревателем 2 и холодильником 4. Размеры образца выбираются с условием, чтобы 6 [c.76]

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]

Рассмотрена точность определения теплофизических характеристик в среде постоянной и переменной температур. Необходимые оценки выполнены на основе строгих решений двумерных и многослойных задач теплопроводности. Проведено обобщение некоторых методов определения теплофизических характеристик и разработаны новые двумерные методики расчета. теплофизических коэффициентов в стационарных, регулярных и квазистационарных тепловых, режимах. [c.157]

Лабораторные методы определения теплопроводности материалов основаны чаще всего на стационарном режиме (метод плиты, метод трубы, метод шара). Сущность этих методов заключается в том, что измеряют тепловой поток Q, температурный напор и по формулам (13.4), (13.7) и (13.13) вычисляют величину X. [c.223]

Несмотря на все многообразие методов определения теплопроводности они могут быть разделены на две группы. К первой группе относятся методы, основанные на закономерностях стационарного теплового режима. Эти методы были разработаны еще в прошлом веке и базируются на гипотезе Фурье о пропорциональности теплового потока градиенту температур. Ко второй группе относятся методы, основанные на закономерностях нестационарного теплового режима, при [c.13]

В книге приводятся результаты теоретического и экспериментального исследования процесса термодиффузионного разделения в газовых смесях в стационарных и нестационарных условиях. Рассматриваются различные методы описания явления термодиффузии в газовых смесях. Описываются принципы стационарного и нестационарного метода экспериментального определения термодиффузионной постоянной. Рассматривается влияние термодиффузии и диффузионной теплопроводности на кондуктивный и конвективный перенос тепла. Найден вклад неидеальности компонент газовой смеси в характеристики процесса термодиффузионного разделения. В приложении приводятся экспериментальные и расчетные данные по термодиффузионной постоянной бинарных смесей газов. [c.208]

Стационарные методы. В одной из первых работ, посвященных определению теплопроводности покрытий при температурах от 900 до 1900°С, был предложен стационарный метод сдвига удельных мощностей [100], существенным преимуществом которого является отсутствие заделки термопар на малых толщинах. [c.129]

В работе [58] описан плоский прибор для определения коэффициента теплопроводности покрытий, основанный на стационарном методе (абсолютный вариант). Как [c.132]

Для определения теплопроводности Я различных материалов используются как относительные, так и абсолютные методы. Теплопроводность определяется при установившемся процессе теплопередачи (стационарный способ) и в условиях переходного, не-установившегося процесса (нестационарный способ). [c.166]

Существующие методы стационарной теплопроводности основываются на частных решениях уравнения (11.1) при определенных условиях однозначности. [c.183]

Экспериментальное определение коэффициента теплопроводности веществ может быть осуществлено стационарными и нестационарными методами [Л. 166, 167]. Наибольшее количество экспериментальных данных по теплопроводности органических и кремнийорганических теплоносителей получено стационарными методами — преимущественно методом коаксиальных цилиндров. [c.195]

Использование метода диффузии от системы линейных источников тепла для определения коэффициента /), при нестационарном протекании процесса имеет свои особенности. Это связано, прежде всего, с необходимостью рассматривать в общем случае задачу в сопряженной постановке, так как процессы теплопереноса в теплоносителе и в стенках труб взаимосвязаны, а условия на границе с теплоносителем неизвестны. При использовании модели течения гомогенизированной среды удается избежать необходимости определения полей температур в стенках труб и заранее задать граничные условия, используя понятие коэффициента теплоотдачи, зависящего от граничных условий. При этом тепловая инерция витых труб. учитывается введением в систему уравнений, описывающих нестационарный тепломассоперенос в пучке, уравнения теплопроводности для твердой фазы, а изменение температуры труб во времени и пространстве идентично изменению температуры твердой фазы гомогенизированной среды. Система уравнений (1.36). .. (1.40), приведенная в гл. 1, позволяет рассчитать поля температур теплоносителя и стенки труб (твердой фазы), зависящие от продольной и радиальной координат в различные моменты времени, т.е. решить двумерную нестационарную задачу. В гл. 5 будет рассмотрена система уравнений и метод ее расчета, которые позволяют решить задачу и при асимметричной неравномерности теплоподвода. Однако, как показали проведенные исследования стационарных трехмерной и осесимметричной задач, коэффициент В,, определенный для этих случаев течения, остается неизменным при прочих равных условиях. Поэтому при экспериментальном исследовании нестационарного тепломассопереноса в пучках витых труб целесообразно ограничиться рассмотрением только осесимметричной задачи. Такая задача решена впервые, поскольку все предыдущие исследования ограничивались использованием одномерного способа описания процессов нестационарного теплообмена в каналах, когда рассматривается течение с постоянной по сечению канала скоростью и температурой, которые изменяются только по длине канала. При этом температура стенки определяется из уравнения Ньютона для теплового потока по экспериментальным значениям коэффициента теплоотдачи [24, 26]. [c.57]

Важное значение в определении номинальной и местной напряженности имеет анализ распределения температур для стационарных и переходных режимов. В первом случае этот анализ позволяет установить как сами температуры элементов, так и тепловые нагрузки (в том числе нагрузки термокомпенсации) во втором — температуры и градиенты температур по толщине элементов для различных моментов времени в переходном режиме. В этом анализе используют методы решения задач теплопроводности, а при сложных формах конструктивных элементов и большой нестационарности тепловых процессов — экспериментальные методы термометрии. [c.10]

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]

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]

Содержание работы. Определение теплопроводности воздуха одним из методов стационарной теплопроводности — методом нагоетой нити. [c.194]

При испытании покрытий применяются стационарные [61 148—150], относительные [146, 151, 152] и регулярного теплового реншма [9, 153] методы определения теплопроводности. [c.90]

Изложены методы расчета и оптимизации параметров термоизоляции энергетических установок (паровых и газовых турбин, котельных и печных агрегатов, паропроводов и др.) при стационарном и нестационарном режимах работы. Рассмотрены теплоизоляционные конструкции с теплопроводными включениями и разнородными анизотропными материалами. Даны оценки эффективных значений теплофизических характеристик термоизоляции из композицкГон-ных материалов различной структуры. Предложен приближенный метод определения термического сопротивления теплоизоляционных конструкций сложной формы. [c.192]

Относительный стационарный метод определения коэффициента теплопроводности также находит широкое применение. Особенно удобен он в тех случаях, когда приблизительно известно значение измеряемой теплопроводности. Принципиальная схема установки для измерения относительным методом дана на рис. 29.109. Измеряемый образец 4 располагается между эталонными образцами 3 и 5, теплопроводность которых близка к измеряемому часто в качестве эталона используют полиме-тилметакрилат [Л = 0,198 Вт/(м-К)]. Все три образца прижимаются к основанию 6 с электронагревателем 7 (источником теплоты). Стержень 2 является приемником теплоты. Основная (фоновая) печь предназначена для создания равномерного температурного поля, выполнена в виде секций (S—12). Секции 9, 10, 11 располагаются напротив эталонных я исследуемого образцов для поддержания в [c.440]

В нагревательных устройствах источник тепла (элемент сопротивления) помещается внутри слоя изоляционной массы наполнителя, предохраняющей его от замыкания и окисления. При прочих равных условиях чем выше теплопроводность изоляционной массы, тем должна быть выше (или быстрее y тaнaвJшвaть я постоянной) температура на теплоотдающей поверхности и, следовательно, к. п. д. При выборе метода определения теплопроводности керамических масс, применяемых в качестве теплопроводных и электроизоляционных набивок, мы стремились приблизить условия испытаний к эксплуатационным. Как известно, наиболее надежными являются приборы для определения теплофизических характеристик, основанные на стационарных методах. Согласно [4], методы стационарного [c.254]

Экспериментальным измерением теплопроводности карбида кремния абсолютным методом на стационарном режиме на цилиндрических образцах установлено, что данный метод определения теплопроводности позволяет вести исследования твердых и сыпучих конструкционных материалов в диапазоне 200—1800° С для интервала значений 1—100 вт1(м- град) с погрешностью не хуже (6—10)%. Исследована теплопроводность спеченного и пористого карбида кремния. Иллюстраций 3. Библиография 8 назв. [c.493]

Известные методы определения теплофизических свойств различных ма-териалов (стационарные или нестационарные) основаны на решениях задач теплопроводности без источника тепла [1—8]. Однако при определении теплофизических постоянных, например шамотных изделий в процессе их тепловой обработки, мы сталкиваемся с необходимостью использовать решения задач теплопроводности с источником тепла. Известно [9], что при нагревании огнеупорных глин (монотермита, каолинита и др.) в интервале температур 400—1000° С происходит значительное поглощение тепла, связанное с удалением гидратной влаги. Эти эндотермические реакции оказывают значительное влияние на теплофизические свойства сырца огнеупорных изделий в процессе его тепловой обработки в промышленных печах. [c.56]

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]

Для определения коэффициентов теплопроводности тонкослойных материалов может быть применен стационарный метод с использованием датчиков теплового потока (тепломеров). Формальное преимущество теплометрического подхода состоит в том, что он позволяет в правой части уравнения теплопроводности использовать вместо дифференциального оператора второго порядка по температуре (6-3) оператор первого порядка по тепловому потоку. Пер- [c.135]

Большинство известных испытательных установок позволяют создавать в испытуемом образце стационарный одномерный тепловой поток. Особенностью стационарных методов является постоянство температуры в определенных точках исследуемого образца. Поверхностные участки (наружные и внутренние) покрытия находятся при раз.личных, но неизменных в процессе испытаний температурах. Температура любой точки покрытия при этом зависит только от ее положения, но не от времени. Определив распределение температур в покрытии и оценив количество перенесенной теплоты, можно рассчитать теплопроводность. Исследования теплофпзических свойств [c.90]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...