Методы и средства для определения зависимости теплофизических характеристик жидких полимерных материалов от скорости сдвига и температуры

• Автор: Дивин, Александр Георгиевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 370 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1 ОБЗОР МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАВИСИМОСТИ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЖИДКОСТЕЙ ОТ СКОРОСТИ СДВИГА И ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ
1.1 Методы и средства для определения зависимости теплофизических характеристик жидкостей от. скорости сдвига
1.1.1 Классификация методов и средств- измерения- для определения' теплофизических характеристик жидкостей при сдвиговом течении:.

1.1.2 Нестационарные методы определения теплофизических СВОЙСТВ! жидкостей

1.1.3 Методы ламинарного режима

1.1.4'Методы, основанные на измерении теплофизических характеристик, жидкостей после остановки течения... ...... _..._
1.1.5 Методы, заключающиеся- в определении теплофизических. характеристик жидкостей при сдвиговом течении в зазоре между коаксиальными цилиндрами

1.1.6 Метод- определения теплопроводности жидкостей при1 течении в

зазоре между конусом и пластиной
1.2 Методы и средства: измерения- для определения зависимости теплофизических характеристик полимерных; материалов от-
температуры .

1.2.1 Адиабатические калориметры
1.2.2 Дифференциальный термический анализ
1.2.3 Динамическая калориметрия»
1.2.4 Основы измерения теплоемкости методом монотонного нагрева €>
1.2.5 Методы определения зависимости теплопроводности материалов-
от температуры
Глава 2 МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАВИСИМОСТИ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЖИДКИХ' ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ ОТ СКОРОСТИ СДВИГА И ТЕМПЕРАТУРЫ
2.1 Обоснование физической модели и конструкции измерительного устройства для определения тфх жидких полимерных материалов при сдвиговом течении
2.2 Уравнения движения, энергии и неразрывности для исследуемой жидкости в измерительном устройстве
2.3 Анализ уравнений движения, энергии и неразрывности и принятие упрощающих допущений
2.4 Определение профиля скорости жидкости со степенным реологическим законом при течении в зазоре между коаксиальными-цилиндрами
2.5 Определение функции диссипативного источника тепла в слое исследуемой жидкости при течении в зазоре между коаксиальными цилиндрами измерительного устройства
2.6 Методы определения теплофизических характеристик неньютоновских жидких материалов при сдвиговом течении в зазоре между коаксиальными цилиндрами измерительного устройства
2.7 Метод №1 для определения теплопроводности и температуропроводности неньютоновских жидкостей при сдвиговом течении в зазоре между коаксиальными цилиндрами измерительного устройства
2.7.1 Стационарный этап метода определения теплофизических характеристик неньютоновских жидкостей при сдвиговом течении
2.7.2 Этап нестационарной стадии метода определения, теплофизических характеристик неньютоновских жидкостей при сдвиговом течении
2.8 Метод №2 для определения теплофизических характеристик неньютоновских жидкостей при сдвиговом течении
2.8.1 Постановка обратной задачи для определения теплопроводности жидких полимерных материалов для стационарного этапа метода измерений
2.8.2 Решение обратной задачи для определения теплопроводности неньютоновских жидкостей со степенным законом течения для стационарной стадии метода №
2.8.3 Постановка обратной задачи для определения теплофизических характеристик неньютоновских жидкостей со степенным законом
течения для нестационарного этапа метода измерения
2.9 Анализ источников погрешностей при определении вторых диагональных компонентов тензоров теплопроводности и температуропроводности жидких полимерных материалов при сдвиговом течении
2.9.1 Оценка влияния! на результат измерений источников.
методической погрешности
2.10‘ Определение конструкционных параметров измерительного
устройства
Глава 3 АППАРАТНОЕ И ПРОГРАММНО-АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЯ. АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАВИСИМОСТИ ТФХ ПОЛИМЕРНЫХ. МАТЕРИАЛОВ ОТ СКОРОСТИ СДВИГА И* ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ
3.1 Аппаратное и программно-алгоритмическое обеспечения автоматизированной измерительной установки для определения-зависимости ТФХ полимерных материалов от скорости сдвига
3.1.1 Конструкция измерительного устройства для определения-зависимости ТФХ жидких полимерных материалов от скорости сдвига
3.1.2 Измерение касательного- напряжения в слое исследуемой жидкости
3.1.3 Методика проведения измерений теплофизических характеристик жидких полимерных материалов при сдвиговом течении
3.1.3.1 Подготовительная стадия эксперимента по определению-реологических характеристик жидких полимерных материалов
3.1.3.2 Основная стадия-эксперимента по определению реологических характеристик неньютоновских жидкостей
3.1.3.3 Методика определения теплофизических характеристик при сдвиговом течении исследуемой жидкости методом №
3.1.3.4 Методика определения теплофизических характеристик при сдвиговом течении исследуемой жидкости методом №

Рис. 1.4 Схема измерительной установки [70] для определения тепловых эффектов при
сдвиговом течении
Измерительный узел содержит два одинаковых блока, в которые помещены коаксиальные медные цилиндры 6, 7. Диаметр внутреннего цилиндра 39 мм, зазор между цилиндрами 0,5 мм. На наружных поверхностях неподвижных цилиндров 7 и на внутренних вращающихся установлены датчики теплового потока 8. Для контроля температуры в измерительный блок / помещена термопара 13.
Привод состоял из электродвигателя постоянного тока 1, электромагнитной муфты 2, коробки передач 4 и тормозного устройства 3. Диапазон реализуемых скоростей сдвига от 4 до 100 с'1. Для проведения исследований при повышенных температурах измерительный узел / помещали в термостат 11. Исследуемое вещество 12 загружалось в зазоры между обоими цилиндрами б и 7 в одинаковых количествах. Сигнал от датчиков теплового потока 8, возникающий при задании деформации или после прекращения течения, через токосъемник 5 подавался на усилитель постоянного тока 9 и регистрировался самопишущим потенциометром 10.
С помощью данной измерительной установки были исследованы анизотропные растворы ПБА в диметилацетамиде. Для этих растворов характерно изменение структуры во времени, что было подтверждено экспериментальными данными [70]. Для начальной стадии была выявлена