Многомодельные методы и средства неразрушающего контроля теплофизических свойств изделий из твердых неметаллических материалов

• Автор: Жуков, Николай Павлович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 411 с. : ил.

Условные обозначения
1 Современное состояние и проблемы неразрушающего контроля
теплофизических свойств материалов, изделий и образцов
1.1 Возникновение научного направления по созданию методов и средств неразрушающего контроля теплофизических свойств различных материалов
1.2 Импульсные методы неразрушающего контроля теплофизических свойств твердых материалов и изделий
1.3 Методы неразрушающего контроля теплофизических свойств твердых материалов и изделий, использующие тепловое воздействие постоянной мощности
1.4 Современные аналитические методы решения краевых задач нестационарной теплопроводности
в областях с движущимися границами
1.5 Автоматизированные приборы, установки и системы теплофизического контроля
1.5.1 Автоматизированные приборы и установки теплофизического контроля
1.5.2 Автоматизированные системы теплофизического контроля
1.6 Решение некорректно поставленных задач при неразрушающем контроле теплофизических свойств материалов
1.7 Выводы и постановка задач исследования

2 Основы теории многомодельных тепловых методов
неразрушающего контроля теплофизических свойств материалов
2.1 Известные подходы к обработке экспериментальных данных
при неразрушающем контроле теплофизических свойств
2.2 Исходные предпосылки применения теории многомодельных тепловых методов
2.3 Основные положения многомодельных тепловых методов
2.4 Выводы и результаты
3 Метод неразрушающего контроля теплофизических свойств изделий из твердых неметаллических материалов с использованием линейного импульсного источника тепла
^ 3.1 Теоретическое обоснование метода с применением
многомодельного подхода к анализу теплового процесса
3.1.1 Математическая модель нестационарного
процесса теплопереноса
3.1.2 Закономерности развития теплового процесса с учетом множества состояний функционирования системы
3.2 Расчетные выражения и основные операции
при определении теплофизических свойств
3.3 Оценка погрешности при определении теплофизических свойств
3.3.1 Случайная составляющая погрешности
3.3.2 Систематические составляющие погрешности
3.3.2.1 Влияние конечности размеров нагревателя
3.3.2.2 Влияние теплоемкостей нагревателя и термоприемников
3.3.2.3 Влияние оттоков тепла в материал подложки измерительного зонда
р 3.3.2.4 Влияние термических сопротивлений

3.4 Учет интервала времени, в течение которого
исследуемый объект можно считать полуограниченным
3.5 Оценка адекватности математической модели распространения тепла от импульсного линейного нагревателя
в полупространстве реальному тепловому процессу
3.6 Выводы и результаты
4 Многомодельный метод неразрушающего контроля
теплофизических свойств изделий из твердых неметаллических материалов с использованием плоского круглого источника тепла постоянной мощности
4.1 Теоретические основы построения математических моделей нестационарного процесса теплопереноса
при нагреве и остывании
4.1.1 Математическая модель нестационарного процесса теплопереноса для измерительной схемы
с одним термоприемником
4.1.2 Математическая модель распространения тепла
в плоском полупространстве
4.1.3 Математическая модель распространения тепла
в сферическом полупространстве
4.1.3.1 Влияние теплоемкости нагревателя
на ход развития теплового процесса. Стадия нагрева
4.1.3.2 Влияние теплоемкости нагревателя на ход развития теплового процесса.
Стадия остывания
4.1.4 Математические модели нестационарного процесса теплопереноса для измерительной схемы
с несколькими термоприемниками

Ч^имп1 тимп2
при которой не происходит роста температуры в объекте исследования. Увеличивают частоту подачи тепловых импульсов по закону:
где Гизм - значение избыточной температуры в первой точке контроля; Гзад 1 - наперед заданное значение температуры; ДТ = Гзад1 - Гизм - разность значений температур.
Увеличение частоты следования тепловых импульсов осуществляют до тех пор, пока установившееся интегральное значение контролируемой температуры в точке контроля Х| не станет равным наперед заданному значению Гзад1, и определяют при этом частоту следования импульсов Рх
Продолжают увеличение частоты следования тепловых импульсов по указанной зависимости до тех пор, пока установившееся значение избыточной температуры во второй точке контроля х2 станет равным наперед заданному значению Тзад2 и определяют частоту следования тепловых импульсов Рх . Установившееся значение температуры достигается в точках
контроля тогда, когда очередной импульс не изменяет температуру в этих точках. По найденным значениям частот Рх и Рх^ и интервалам
тимпЬ тимп2 рассчитывают искомые ТФС по формулам: