Разработка метода и автоматизированной системы контроля зависимости теплофизических характеристик полимерных материалов от температуры и давления

• Автор: Акулинин, Игорь Николаевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 178 с. : ил.

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ В ОБЛАСТИ КОНТРОЛЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОЛИМЕРОВ

1.1 Область исследований диссертационной работы

1.2 Анализ существующих методов и устройств для определения тепловых свойств полимеров

1.3 Постановка задачи исследования

1.3 Выводы
2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРЕДЛАГАЕМОГО МЕТОДА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАВИСИМОСТИ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ И ДАВЛЕНИЯ

2 .1 Основные идеи применения преобразования Больцмана

2.2 Решение обратной нелинейной задачи теплопроводности

2.3 О корректности полученных решений

2.4 Расчетные зависимости при определении ТФС полимерных материалов, находящихся под действием внешнего давления и температуры
2.5 Алгоритм измерительно - вычислительных операций по определению ТФХ полимеров
2.6 Выводы
3. ОПТИМИЗАЦИЯ КОНСТРУКЦИИ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ КОМПЛЕКСНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАВИСИМОСТИ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ ОТ
ТЕМПЕРАТУРЫ И ДАВЛЕНИЯ
3.1 Выбор вида граничных условий

3.2 Выбор формы исследуемого материала и измерительной схемы для реализации предложенного метода
3.3 Выбор оптимальных размеров исследуемых образцов
3.4 Нахождение оптимальной координаты поверхности для измерения температуры
3.5 Выводы
4, ПРОЕКТИРОВАНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
4.1 Состав автоматизированной системы контроля теплофизических характеристик полимеров в зависимости
от температуры и давления
4.2 Измерительная ячейка №1 для определения ТФХ резиновых смесей в зависимости от температуры и гидростатического
давления
4.3 Основные измерительные операции при исследовании влияния внешнего гидростатического давления на
ТФХ резиновых смесей
4.4 Результаты исследования зависимости ТФХ резиновых смесей
от температуры и гидростатического давления
4.5 Измерительная ячейка №2 для определения ТФХ термопластов в условиях осесимметричного сжатия
4.6 Основные измерительные операции при определении ТФХ термопластов при осесимметричном сжатии
4.7 Результаты исследования зависимости ТФХ термопластов от температуры и давления при осесимметричном сжатии
4.8 Выводы
5. ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАВИСИМОСТИ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ И ДАВЛЕНИЯ
5.1 Исследование источников и оценка систематических погрешностей
метода
5.2 Результаты предварительной оценки погрешностей комплексного определения теплофизических характеристик полимерных материалов
5.3 Результаты экспериментальной оценки погрешностей определения
ТФХ полимерных материалов
5.4 Оценка адекватности математической модели метода тепловому
процессу в эксперименте
5.5 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Алгоритм решения прямой нелинейной задачи
теплопроводности
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Алгоритм решения обратной нелинейной задачи
теплопроводности
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Состав резиновых смесей
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Результаты внедрения метода и
автоматизированной системы контроля теплофизических
характеристик полимеров

римента, при которых:
а) методика измерений, включая подготовку и проведение эксперимента, обеспечивает высокую производительность и оперативность контроля;
б) обеспечивается высокая информативность эксперимента;
в) обеспечивается наилучшая точность определения теплофизических свойств (ТФС) [131].
Рассмотрим технологические аспекты проблемы поиска оптимального технического решения в задаче контроля теплофизических свойств полимерных материалов в твердом агрегатном состоянии.
3.1 Выбор вида граничных условий
При проведении тепл о физического эксперимента в образце исследуемого материала необходимо создать равномерное распределение температуры Тн и организовать теплообмен поверхности образца с окружающей средой, имеющей постоянную температуру. В этом случае тепловой процесс лимитируется только внутренним теплопереносом, а на поверхности тела сохраняется постоянная температура [131].
В качестве граничного условия в центре исследуемого цилиндрического образца выбрано граничное условие второго рода (2.3) - задание постоянного теплового потока. Выбор граничного условия в виде (2.3) обусловлен тем, что только в этом случае удается получить расчетную формулу (2.31) для определения теплопроводности и организация данного граничного условия в процессе эксперимента наиболее проста с точки зрения технической реализации.