Методы определения теплопроводности и температуропроводности

На основе теории регулярного режима Г. М. Кондратьев предложил методы определения коэффициентов температуропроводности и теплопроводности твердых тел. Позднее Г. М. Кондратьев [Л. 1-9] предложил применить метод регулярного режима для определения коэффициента теплопроводности жидкостей. [c.23]

Проверка разработанного метода определения коэффициента температуропроводности была сделана косвенно по теплопроводности (А) в связи с тем, что в справочной литературе нет данных о температуропроводности. Исходя из соотношения а =- можно найти теплопровод- [c.204]

Наличие источника постоянной мощности в теле при теплообмене со средой постоянной температуры является основой построения ряда методов комплексного определения ТФХ, причем расчеты можно проводить для всех стадий теплообмена. Одновременное действие тепловых источников и стоков приводит тело в стационарное состояние, в режиме которого обычно определяют коэффициент теплопроводности. Часто эти методы классифицируют по форме испытуемого тела и виду используемого датчика (метод цилиндра, пластины шара, нагретой нити и т.д.). По стационарным методам определения теплопроводности имеется литература [219—221]. На предшествующей стационарному режиму нестационарной стадии возможно определение коэффициента температуропроводности, поэтому при данных граничных условиях в течение одного эксперимента можно осуществить комплексное определение ТФХ. [c.202]

При описании методов определения теплопроводности и температуропроводности веществ авторы не пытались и, естественно, не могли рассмотреть все многообразие экспериментальных установок, ограничиваясь лишь библиографическими сведениями по оригинальным работам. Приводимые в тексте описания таких установок носят иллюстративный характер, показывающий возможную схему определения теплофизических характеристик при тех или иных краевых условиях. [c.3]

С целью обоснования метода определения коэффициента температуропроводности в квазистационарном режиме представляет интерес решить и проанализировать задачу теплопроводности для ограниченного цилиндра в следующей формулировке [73]. [c.121]

Полимеры являются плохими проводниками тепла, т. е. имеют низкую тепло- и температуропроводность. Экспериментальные методы определения теплопроводности полимеров могут быть разделены на две группы [101]. К первой группе относятся методы, основанные на закономерностях стационарного, а ко второй — нестационарного теплового потока. Температуропроводность непосредственно может быть определена лишь в нестационарных тепловых режимах. Хотя тепло- и температуропроводность связаны простым соотношением, методы их измерения принципиально различаются. Для определения теплопроводности необходимо получить абсолютное или сравнительное значение теплового потока, в то время как для определения температуропроводности достаточно одних лишь температурных измерений. [c.31]

Ориентированные полимеры обладают ярко выраженной анизотропией теплопроводности и температуропроводности. Экспериментальное исследование анизотропии теплопроводности в ориентированных полимерах дает важную информацию о молекулярном механизме переноса тепла в таких системах. Для измерений на массивных образцах применяются стационарные методы определения теплопроводности [116—121, 143—145]. Ориентированные образцы, находящиеся ниже температуры стеклования или плавления, рассекаются на отдельные прямоугольные стержни, из них составляются пластины, большие грани которых либо перпендикулярны, либо параллельны направлению растяжения. При исследовании эластомеров часть ориентированного образца зажимается в металлической рамке, предохраняющей его от усадки, и в таком виде образец используется для измерений. [c.39]

Основными теплофизическими характеристиками (ТФХ) объектов являются теплоемкость с [Дж/(кг К)], теплопроводность (Вт/(м К)) и температуропроводность а (м /с). В общем случае ТФХ зависят от температуры, давления. Для твердых материалов ТФХ могут считаться однопараметрическими функциями температуры, а в узком диапазоне температур - постоянными. В настоящее время нет универсальных теоретических моделей, позволяющих рассчитывать ТФХ реальных материалов исходя из особенностей их строения, поэтому основным методом определения ТФХ является экспериментальный. [c.540]

Все многообразие существующих методов определения коэффициентов тепло- и температуропроводности, а отчасти также методов определения теплоемкости основано на решениях дифференциального уравнения теплопроводности [c.55]

Стационарные методы пригодны только для определения коэффициента теплопроводности. Температуропроводность этими методами определить невозможно, так как само это понятие утрачивает смысл, если температурное поле стабильно во времени. [c.56]

В настоящем сообщении приведены результаты проведенных нами определений коэффициентов температуропроводности и теплопроводности влажного и сухого сланца, а также сланца в период сушки и полукокса в период полукоксования и после удаления летучих продуктов в условиях непрерывного нагревания. Исследование проводилось на образцах сланца в форме шара методом псевдостационарного режима нагревания. Температура образцов измерялась на поверхности и в центре. Образцы в Ходе опыта непрерывно взвешивались и таким образом определялось количество испаренной влаги и летучих продуктов полукоксования. Часть опытов проведена с предварительно высушенным сланцем. Подробное описание установки и методика работы приведены в сообщении [9]. В опытах определялись скорость нагревания и разность температур поверхности и центра образца. Коэффициент температуропроводности рассчитывался по формуле [10] [c.55]

Обычные методы определения коэффициентов теплопроводности теплоемкости и температуропроводности сложны, занимают много времени для проведения экспериментов и подсчетов. [c.198]

Установление стационарного режима и одномерности температурного поля требует кропотливой и продолжительной работы. Кроме того, этот метод не позволяет одновременно определить теплоемкость материала и его коэффициент температуропроводности. Определение методом стационарного режима коэффициентов теплопроводности влечет за собой отдельное определение теплоемкости материалов, обычно калориметрическим методом. Для изоляционных материалов это представляет целую проблему, более сложную, чем определение коэ ициента теплопроводности и требует отдельных подсчетов по определению коэффициентов температуропроводности. [c.198]

Определение коэффициентов температуропроводности и теплопроводности производилось по методике, разработанной кафедрой физики ЛТИ им. Ленсовета (В. С. Волькенштейн, Скоростной метод измерения теплофизических характеристик материалов). [c.281]

В настоящее время разработаны в достаточном количестве экспериментальные методы определения коэффициентов диффузии жидкости, влаги, потенциала влагопереноса и удельной влагоемкости во влажных телах [25]. Совокупность этих физических величин мы называем массообменными характеристиками капиллярно-пористых тел. Теплообменные характеристики (коэффициенты теплопроводности и температуропроводности) совместно с массообменными характеристиками полностью определяют физические свойства капиллярно-пористых тел. [c.139]

Приводимые в данном разделе схемы опытов и методы определения геохимических параметров В, Г, у и других могут быть использованы для оценки аналогичных теплофизических параметров горных пород (коэффициента теплопроводности X, температуропроводности х, константы скорости теплообмена а и др.). [c.168]

На этих соотношениях основаны эффективные экспериментальные методы определения теплофизических свойств, важный вклад в разработку которых внес Г. М. Кондратьев [3.4]. Суть их в том, что образец канонической формы нагревается (или охлаждается) в нестационарном режиме и после достижения практически полулогарифмического закона изменения температуры каждому ее измерению соответствует собственный коэффициент температуропроводности. Зная значение объемной теплоемкости ф из других измерений, по этим данным можно определять температурную функцию и теплопроводность. [c.76]

Для определения коэффициентов тепло- и температуропроводности полимеров обычно применяются калориметрические методы. Выбор оптимального интервала рабочих температур позволяет исследовать полимеры как в твердом, так и в жидком (расплавленном) состояниях. Соответствующий интервал температур при определении коэффициентов теплопроводности составляет 293—500 К- [c.255]

В современной промышленности получили распространение полимерные покрытия из фторопласта ЗМ, полиэтилена, полипропилена, наносимые методом горячего напыления. Процесс образования пленки полимерного материала на горячей поверхности. металлического изделия во многом определяется теплофизическими свойства.ми порошкообразных полимерных материалов. В литературе отсутствуют данные по теплофизическим свойствам засыпок фторопласта ЗМ, полиэтилена НД, полипропилена. Для определения температуропроводности и теплопроводности засыпок порошкообразных полимеров был использован зондовый метод с цилиндрическим зондом постоянной мощности [5]. Были выбраны зондовые методы, так как эти методы относительно просты и с достаточной точностью (7%) позволяют из одного эксперимента определять как теплопроводность, так и температуропроводность засыпок. Кроме того, при проведении эксперимента цилиндрический зонд мало нарушает первоначальную структуру исследуемой системы. [c.69]

Выше уже отмечалось, что стационарные методы позволяют сравнительно легко определить коэффициент теплопроводности, но они принципиально непригодны для измерения температуропроводности. Последняя достаточно просто определяется методами регулярного режима, тогда как определение % этими методами трудно осуществимо. Такое положение послужило причиной создания приборов, комбинирующих два названных режима и позволяющих определять теплопроводность (при некоторой фиксированной температуре) и температуропроводность (в некотором температурном интервале) за один опыт. [c.74]

Количественная оценка погрешностей измерения тепло- и температуропроводности этим методом из-за того, что он относительный, несколько затруднена, однако проверка работы установки на жидкостях с известными теплофизическими свойствами показала, что погрешность измерения теплопроводности ея не превышает 5,5%, а температуропроводности ва — 6,5% при этом теплоемкость может быть найдена из соотношения (1.24) с погрешностью 8,5%. Таким образом, точность, определения Ср и а является недостаточной, что вынуждает использовать для этой цели методы прямого их определения. Кроме того, применение метода микрокалориметра для измерения % и Ср предполагает наличие данных по температуропроводности исследуемых веществ. Для ее экспериментального определения применялся метод а-калориметра [15], основанный на закономерностях регулярного теплового режима, которые в математическом виде для тел произвольной геометрической формы выражаются зависимостью [c.31]

Хотя методы измерения тепло-и температуропроводности похожи, все же имеется одно принципиальное отличие. При измерении теплопроводности в любом случае необходимо определить абсолютные или сравнительные величины теплообмена, в то время как для определения температуропроводности достаточно измерить только температуру. [c.190]

К другой группе приборов для определения тепло- и температуропроводности полимеров в условиях нестационарного режима относятся приборы, в которых используются закономерности регулярных тепловых режимов, разработанные Кондратьевым В этих приборах для определения тепло- и температуропроводности нагревают или охлаждают образец произвольной формы и размеров в среде с постоянной температурой. Начиная с определенного момента, нагревание или охлаждение системы становится упорядоченным. На этой стадии теплообмена распределение температур в образце сохраняется неизменным и зависит лишь от формы, размеров, теплофизических характеристик и условий теплообмена образца со средой. Приборы, предназначенные для исследования теплопроводности полимеров по методу регулярного режима, описаны в работах а для исследования температуропроводности — в работах 1 . [c.191]

Понимая в дальнейшем под теплофизическими характеристиками (свойствами) температуропроводность, теплопроводность и удельную теплоемкость, отметим, что абсолютное большинство методов их определения основаны на решениях линейного дифференциального уравнения теплопроводности (1-16) при заданных краевых условиях. [c.18]

Экспериментальные методы определения теплопроводности можно разделить на две большие группы К первой из них относятся методы, основанные на использовании закономерностей стационарного теплового потока, а ко второй — нестационарного. Температуропроводность непосредственно может быть определена только в нестационарных тепловых режимах, поскольку именно эти режимы она и характеризует. Сущность стационарных методов измерения теплопроводности состоит в том, что в исследуемом образце поддерживается такой тепловой режим, когда распределение температуры в образце во времени не изменяется. Измеряя тепловой поток и разность температур между определенными точками образца , можно рассчитать его теплопроводность. Теплопроводность исследуемого объекта можно определить по данным теплопроводности некоторого эталона, для которого известна температурная зависимость теплопроводности. К основным недостаткам метода относится длительность установления стационарного теплового потока, особенно для образцов с низкой теплопроводностью, какими являются полимеры. Имеются и другие экспериментальные затруднения, связанные с не-, обходимостью устранения утечек тепла, с осуществлением полного и равномерного контакта между образцом и нагревателем или эталоном и др. Конструкции приборов для определения коэффициента тенлопроводности полимеров абсолютным стационарным методом, описаны в работах относительным методом стационар- [c.190]

В перечисленные группы помимо универсальных, или комплексных, методов определения теплофизических характеристик включены специализированные методы определения коэффициента теплопроводности на приборах, называемых ламбдакалориметрами, а также методы определения коэффициента температуропроводности на приборах, называемых акалориметрами. [c.87]

На основании значений эффектов дросселирования, найденных по кривым восстановления температуры и определенных по диаграммам состояния теплосодержания движущегося потока (константы энтальпии и энтропии) и его теплоемкости, предприняты попытки с помощью предлагаемого в работе [10] метода выявить теплопроводности и температуропроводность коллекторой, слагающих продуктивную толщу пластов на площади Песчаный-море и некоторых горизонтов Сабунчино-Ра-манинского нефтяного месторождения, и особенно величину температуропроводности, которая является анало- [c.10]

Акустический метод определения теплофизических свойств материалов основан на двух физических явлениях зависимости характеристик упругости от температуры и возникновении температурных напряжений при создании в об -разце неоднородного температурного поля. Оба явления приводят к изменению резонансных частот. Величина изменения резонансной частоты в результате получения образцом определенного количества тепла служит мерой теплоем -кости. Изменение резонансной частоты во времени непосредственно после теплового воздействия характеризует скорость восстановления теплового равновесия в образце, т.е. его температуропроводность. Медленное восстановление исходного значения резонансной частоты связано со скоростью возвращения тепла окружающей среде, т.е. коэффициентом теплообмена образца а . со средой. Учитывая, что удельная теплоемкость Ср, плотность р, теплопроводность А-т и температуропроводность а связаны соотношением = раср, в результате акустических измерений получаем представительный комплекс теплофизических величин - теплоемкость, температуропроводность, теплопроводность, коэффициент теплообмена. [c.158]

Впервые такой подход к обобщению квазнстационар-ных методов предложил О. А. Краев [119]. При теоретическом обосновании методов измерения коэффициента температуропроводности теплоизоляционных материалов и металлов он исходил из решения нелинейного уравнения теплопроводности для неограниченного цилиндра при переменных тенлофизических коэффициентах и переменной скорости разогрева. Скорость разогрева Ь(г, т) и теплофизические параметры а 1), и t) предполагались монотонными функциями температуры. Температурные поля цилиндра /(г, т) отыскивались в виде степенных рядов по координате г с зависящими от времени коэффициентами. На основе полученного решения Краеву удалось получить расчетную формулу для определения температурной зависимости коэффициента температуропроводности материала в широком диапазоне температур. Полученная расчетная формула отличается от аналогичной формулы регулярного режима второго рода наличием поправок на нелинейность разогрева и температурную зависимость теплофизических характеристик. [c.35]

В 1960 г. И. И. Перелетов [120] разработал комплексный метод измерения температурной зависимости коэффициентов температуропроводности и теплопроводности теплоизоляционных материалов в режиме монотонного нагрева. И. И. Перелетов рассматривал температурное поле монотонно нагреваемого полого цилиндра, занолненного исследуемым веществом. Полый цилиндр играл роль оболочки тепломера и выполнялся из материала с известными теплофизическими свойствами. При решении задачи учитывалась нелинейность разогрева, а теплофизические свойства образца и оболочки принимались постоянными. В процессе нагрева измерялся перепад температуры на образце и на внешнем цилиндре. Метод измерения коэффициента температуропроводности совпадает с методом О. А. Краева, а метод измерения теплоемкости практически не отличался от методов диатермической оболочки Ю. П. Барского. К недостаткам метода следует отнести низкую точность определения теплофизических характеристик оболочки, трудность обеспечения равномерного потока на поверхности наружного цилиндра и сложность расчетных фор- [c.35]

Ягфаров М. Ш., Берг Л. Г. Принципы сравнительного термографического метода одновременного определения теплоемкости, теплопроводности, температуропроводности и тепловых эффектов.— Труды II совещания по термографии. Изд. Казанского филиала АН СССР, 1961, стр. 40. [c.350]

В книге обобщены теоретические и практические данные по теплофизике твердого топлива. Изложены элементы теории теплоемкости и теплопроводности твердых тел и некоторые аспекты ее применения к твердым горючим ископаемым и продуктам их термической переработки. Рассмотрены методы экспериментального определения теплофизических характеристик. Приведены подробные сведения о теплоемкости, теплоте реакций пиролиза и теплопот-реблении горючих сланцев, бурых и каменных углей. Особое внимание уделено вопросам теплопроводности и температуропроводности твердых горючих ископаемых и зависимости этих характеристик от ряда факторов. Освещены вопросы теплофизики каменноугольного кокса и полукокса и углеграфитовых материалов. [c.2]

Следует отметить, что применение стационарного метода накладывает отпечаток на характер полученных результатов. Как известно, измерение теплопроводности в этом случае производится после стабилизации температурного поля в образце. В случае низкой температуропроводности этот процесс требует значительного времени, с течением которого свойства угля могут существенно измениться. В. В. Казмина [105], стремясь, по возможности, приблизиться к условиям реальных коксовых камер, определила коэффициенты температуропроводности ряда углей Донбасса и угольных щихт. Определения проводились в 10-килограммовом адиабатическом калориметре, который помещался в предварительно нагретую до конечной температуры печь (табл. XVI.10 и XVI.11). [c.193]

Здесь также, как и в обычной термографии, используются дифференциальная запись и эталонное вещество для сравнения. Но в отличие от метода термографии, где исследуемое вещество и эталон располагаются отдельно, обычно в двух тигельках, в описываемых методах эталон помещается внутри исследуемого вещества. Причем эталон изготовляется из вещества с известной и хорошо воспроизводимой теплоемкостью (обычно из металлов) и является, в сущности, эталоно1м теплоемкости. Тепло, необходимое для нагрева эталона, проходит через исследуемое вещество и создает в нем определенный градиент температуры. Зная величину этого градиента и направление теплового потока, в условиях линейного (т. е. квазистационарного) режима нагрева, применяемого в термографии, можно вычислить коэффициент теплопроводности исследуемого вещества. Как показал А. В. Лыков , исходя из разности температуры между двумя точками исследуемого вещества и скорости нагрева, можно найти коэффициент температуропроводности. Измерение двух разностей температуры в исследуемом веществе без эталона и на том месте, где расположен эталон, позволяет определить градиент температуры, обусловленный эталоном. Направление теплового потока, необходимое для этих измерений, задается на основе использования свойства бесконечного цилиндра, помещенного в квазистационарном температурном поле. [c.214]

В последнее время для исследования теплопроводности полимеров начали применять приборы, принцип действия которых основан на использовании закономерностей нестационарного теплового потока. Известны также методы, основанные на анализе квазистационарного теплового режима, теория которого разработана Лыковым Этот же метод широко используется при измерении температуропроводности. Принцип квазистационарного режима состоит в том, что исс.чедуемый объект помещают в среду, температура которой изменяется во времени по линейному закону. Через определенный промежуток времени температура всех точек образца также начинает изменлться по линейному закону, так что градиент температуры для любых точек образца с течением времени остается постоянным (отсюда и название режима — квазистационарный). Измерение градиентов температур и тепловых потоков позволяет рассчитать тепло- [c.190]

Использование однородного исследуемого материала при однократном тепловом воздействии дает возможность с помощью соотношения (2-10) определить только коэффициент температуропроводности. Определение коэффициента теплопроводности и удельной теплоемкости при задании граничного условия третьего или первого рода обычно реализуется в сравнительных методах, предполагающих применение эталонных материалов. Если теплообмен в эталоне и испытуемом образце изучается раздельно, то теоретической основой отыскания а, К и с являются выражение вида (2-10) и соответствующие характеристические уравнения (2-2) — (2-4). Сравнение теплофизических свойств осуществляется посредством сравнения темпов изменения температуры, определяемых при разных условиях теплообмена. Чаще всего таковыми являются а=оо и а = onst [17]. Из выражения (2-10), опуская символы суммирования, получаем [c.47]

Метод Ю. X. Шаулова, по которому затухание пламени в узких трубках (насадках, порах) определяется в основном отводом тепла к стенкам трубки (рис. 162), причем теплопроводность материала трубки не играет решающей роли, так как продолжительность контакта сферы пламени со стенками трубки весьма мала. Теплоотдача в этих условиях зависит от коэффициента температуропроводности X и скорости движения фронта пламени и. Минимальный тушащий диаметр струи газа может быть определен по формуле [c.490]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология