Разработка метода и автоматизированной установки для измерения теплофизических свойств регенеративных продуктов

• Автор: Балабанов, Павел Владимирович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 181 с. : ил.

Глава 1. Обзор методов и устройств для измерения

теплофизических свойств твердых неметаллических материалов

1.1. Стационарные методы измерения теплофизических свойств материалов и приборы их реализующие

1.1.1. Методы плоского слоя

1.1.2. Методы цилиндрического слоя

1.1.3. Методы шарового слоя

1.2. Нестационарные методы измерения теплофизических свойств

и приборы их реализующие

1.2.1. Методы регулярного теплового режима первого рода

1.2.2. Методы регулярного теплового режима второго рода

1.2.3. Методы регулярного теплового режима третьего рода

1.3. Комплексные методы измерения теплофизических свойств
и приборы их реализующие
1.3.1. Методы бесконтактного неразрушающего контроля теплофизических свойств
1.3.2. Импульсные методы измерения теплофизических свойств
1.3.3. Зондовые методы измерения теплофизических свойств
1.3.4. Методы стационарного теплового потока
1.4. Выводы и постановка задачи исследования
Глава 2. Теоретические основы метода измерения
теплофизических свойств регенеративных продуктов
2.1. Анализ требований к методу и устройству для измерения теплофизических свойств
2.2. Физическая модель измерительной ячейки
2.3. Математическая модель температурного поля
в измерительной ячейке
2.3.1. Математическая модель температурного поля
в измерительной ячейке на стационарной стадии теплопереноса
2.3.2. Математическая модель температурного поля
в измерительной ячейке на нестационарной стадии теплопереноса
2.4. Общая методика проведения эксперимента и обработки экспериментальных данных
2.5. Выводы
Глава 3. Теоретические оценки погрешностей измерения теплофизических свойств
3.1. Анализ источников погрешностей
3.2. Теоретическая оценка погрешности измерения
теплопроводности
3.2.1. Получение расчетных зависимостей для вычисления теоретической погрешности измерения теплопроводности
3.2.2. Анализ расчетных зависимостей для оценки
погрешности измерения теплопроводности
3.2.3. Определение критерия окончания первого этапа эксперимента
3.3. Теоретическая оценка погрешности измерения
температуропроводности
3.3.1. Получение расчетных зависимостей для вычисления теоретической
погрешности измерения температуропроводности
3.3.2 Анализ расчетных зависимостей для оценки
погрешности определения температуропроводности
3.4. Выводы
Глава 4. Автоматизированная установка для измерения теплофизических свойств
4.1. Технические средства автоматизированной установки
4.1.1. Конструкция измерительной ячейки
4.1.2. Структурная схема автоматизированной установки
4.2. Математическое обеспечение автоматизированной установки
4.3. Алгоритмическое и программное обеспечение
4.3.1. Алгоритм работы программы контроля и управления
ходом эксперимента
4.3.2. Алгоритмы работы подпрограмм расчета теплофизических свойств и оценки погрешностей
4.4. Порядок проведения эксперимента и алгоритм
функционирования автоматизированной установки
4.5. Выводы
Глава 5. Практическое использование автоматизированной установки при измерениях теплофизических свойств различных веществ
5.1. Метрологическое исследование автоматизированной установки
5.1.1. Экспериментальное определение поправок, позволяющих уменьшить систематические погрешности измерения
5.1.2. Исследование теплофизических свойств хорошо изученных веществ с целью определения случайных погрешностей измерения
5.2. Исследование теплофизических свойств
регенеративного продукта на основе надпероксида калия
5.2.1. Объект исследований
5.2.2. Исследование изменения эффективных теплофизических свойств образцов регенеративного продукта в процессе регенерации
5.3. О практическом использовании результатов измерения теплофизических свойств регенеративных продуктов
5.3.1. Математическая модель для вычисления температурного поля в регенеративном патроне
5.3.2. Методика выбора тепловой защиты регенеративных патронов
5.4. Выводы
Заключение
Список использованной литературы
Приложения
Приложение 1. Результаты численного моделирования первого этапа
2.3.1. Математическая модель температурного поля в измерительной ячейке на стационарной стадии теплопереноса
Теплопроводность исследуемого материала предлагается измерять на стационарной стадии теплопереноса, на которой температура в первом слое модели (рис. 2.1) не изменяется во времени. Температуропроводность исследуемого вещества предлагается измерять на нестационарной стадии теплопереноса. Поэтому для получения расчетных выражений для вычисления теплофизических свойств исследуемого материала следует рассмотреть стационарную и нестационарную модели теплопереноса в измерительной ячейке.
Для определения теплопроводности исследуемого материала эксперимент предлагается проводить в следующей последовательности [66]. К источнику теплоты, расположенному в первом слое многослойной системы (рис. 2.1), подводится постоянная мощность . Осуществляется термоста-тирование внешних поверхностей исследуемых образцов при температуре Т0. При наступлении стационарного теплового состояния измеряется среднеинтегральная температура (средняя по толщине) первого слоя. По измеренной среднеинтегральной температуре вычисляется искомая теплопроводность Я4.
Таким образом, необходимо найти зависимость искомой теплопроводности Я4 от значения стационарной среднеинтегральной температуры первого слоя.
Стационарное температурное поле плоской многослойной системы описывается дифференциальными уравнениями теплопроводности с соответствующими граничными условиями (ГУ).
Для первого слоя имеем дифференциальное уравнение теплопроводно-