Методика выбора режимных и геометрических параметров средств контроля теплофизических свойств плоских образцов дисперсных материалов

• Автор: Шишкина, Галина Викторовна
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 204 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Условные обозначения и аббревиатуры
Введение
1. Обзор и анализ методов и устройств для определения теплофизических свойств дисперсных материалов
1.1. Анализ существующих методов и устройств контроля теплофизических свойств дисперсных материалов
1.2. Особенности исследования теплопроводности капиллярно-пористых тел и дисперсных сред
1.3. Автоматизированные установки контроля
теплофизических свойств
1.4. Постановка задачи исследования
2. Теоретические основы методов контроля теплофизических
свойств дисперсных материалов
2.1. Метод определения теплофизических свойств измерительным устройством с внешним термостатированием
2.1.1. Математическая модель теплопереноса в измерительном устройстве с внешним термостатированием
2.1.2. Расчетные зависимости и основные операции при определении теплофизических свойств измерительным устройством с внешним термостатированием
2.2. Метод определения теплофизических свойств измерительным устройством с внешними адиабатическими условиями
2.2.1. Математическая модель теплопереноса в измерительном устройстве с внешними адиабатическими условиями
2.2.2. Расчетные зависимости и основные операции при определении теплофизических свойств измерительным устройством
с внешними адиабатическими условиями

2.3. Проектирование параметров эксперимента, обеспечивающих нахождение ТФС исследуемого материала с наименьшей
методической погрешностью
2.4. Экспериментальное определение численных значений параметров преобразования Лапласа при вычислении интегральных характеристик температуры
2.4.1. Методика определения параметров преобразования
Лапласа по экспериментальным данным
2.4.2. Пример практической реализации методики
Выводы по второй главе
3. Разработка конструкций измерительных устройств
3.1. Конструкция измерительного устройства
с внешним термостатированием
3.1 Л Структура измерительного устройства и
алгоритм проведения эксперимента
3.1.2. Конструкция чувствительного элемента
измерительного устройства
3.1.3. Конструкция интегратора температуры
3.2. Конструкция измерительного устройства
с внешними адиабатическими условиями
3.2.1. Структура измерительного устройства
с внешними адиабатическими условиями
3.2.2. Реализация системы адиабатики в эксперименте
3.3. Проектирование и выбор реальных режимных
параметров теплофизического эксперимента
3.3.1.Последовательность расчета оптимальных геометрических
и тепловых параметров эксперимента
3.3.2 Применение методики проектирования и выбора режимных
параметров эксперимента в реальных условиях
Выводы по третьей главе
4. Автоматизированная система научных исследований ТФС дисперсных материалов
4.1. Состав и принцип функционирования АСНИ
4.2. Последовательность проведения теплофизического эксперимента
4.2.1. Последовательность расчета ТФС исследуемого образца
при заданном времени окончания эксперимента
4.2.2. Последовательность расчета ТФС исследуемого образца при отсутствии ограничения на длительность эксперимента
4.3. Алгоритм контроля и управления ходом эксперимента
и обработки экспериментальных данных
Выводы по четвертой главе
5. Метрологическое обеспечение методов
и измерительных устройств
5.1. Методика анализа и учета влияния контактных термических сопротивлений измерительных устройств на результаты определения ТФС дисперсных материалов
5.1.1. Контактные термические сопротивления в месте
крепления нагревателя к нижнему эталонному блоку
5.1.2. Контактные термические сопротивления в месте
крепления нагревателя к верхнему эталонному блоку
5.1.3. Контактное термическое сопротивление в месте
контакта исследуемого и эталонного образцов
5.1.4. Контактные термические сопротивления в месте соединения нагревателя с нижним и верхним эталонными образцами
5.1.5. Определение теплофизических свойств исследуемого материала
с учетом всех контактных термических сопротивлений
5.1.6. Влияние на определение теплофизических свойств
материала защитной измерительной ячейки
5.1.7. Расчет контактных термических сопротивлений
по экспериментальным данным

Так, М.Г. Каганер [60], рассмотрев тепловое сопротивление шара с двумя контактными площадками, получил формулу для определения контактной теплопроводности зернистых материалов в виде:
. _ 3,12 - (1 — П)4/3 р1/3

где Е - модуль Юнга, П - пористость.
В [61 ] контактная теплопроводность дисперсных систем рассматривается как сумма контактной теплопроводности свободно насыпанного материала ЛС|!. зависящей от геометрии частиц, их взаимного расположения, веса и пористости, и величины А.(Р), определяемой внешней механической нагрузкой:
К =К+* где А.(Р) = -- —— для Р< 3-105 Н/м2 и ДР) = 2

Н/м , 0 = —— , кс и кв - эмпирические коэффициенты. Эта работа еще раз
подтверждает, что насыпной слой при исследовании ТФС должен обладать известной плотностью и пористостью.
Л.А. Васильев [62], [63] представил контактное сопротивление зернистых систем как сумму трех составляющих:
= +Кп, + К0>
где Л ь - тепловое сопротивление, обусловленное сужением проходного сечения для теплового потока через две контактирующие друг с другом частицы; Я т -термическое сопротивление микрошероховатостей на стыке двух частиц; Я 0-сопротивление окисной пленки.
Контактная теплопроводность определяется выражением:

Эта зависимость нашла подтверждение на большом объеме экспериментальных исследований в работе [53].