Разработка алгоритмического и программно-технического обеспечения установки для измерения теплофизических свойств теплоизоляционных материалов методом плоского "мгновенного" источника теплоты

• Автор: Гуров, Андрей Викторович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 166 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ

ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

1Л Стационарные методы измерения теплоемкости и

теплопроводности

1ЛЛ Применение адиабатической калориметрии для измерения 14 удельной теплоемкости [1, 14, 28, 30, 32, 34]

1Л.2. Стационарные методы измерения теплопроводности

теплоизоляционных материалов

1.2 Нестационарные методы измерения теплофизических свойств 26 теплоизоляционных материалов
1.2.1. Применение метода монотонного нагрева для измерения 28 теплоемкости теплоизоляционных материалов [1, 28, 30, 32]
1.2.2. Применение методов регулярного режима первого рода для 32 измерения тепло физических свойств теплоизоляционных
материалов
1.2.3 Применение методов регулярного режима второго рода для 36 измерения теплофизических свойств теплоизоляционных
материалов
1.2.4. Применение методов монотонного режима нагрева для 40 измерения теплофизических свойств теплоизоляционных
материалов
1.2.5. Применение методов регулярного режима третьего рода для

измерения теплофизических свойств теплоизоляционных материалов
1.2.6. Применение методов «мгновенных» источников теплоты 47 для измерения комплекса теплофизических свойств теплоизоляционных материалов
1.2.7. Методы измерения теплофизических свойств веществ и 55 материалов, основанные на использовании временных, пространственных и пространственно-временных интегральных характеристик физических величин
1.3 Специальные методы измерения теплофизических свойств 58 материалов
1.3.1. Измерение вязкости и реологических свойств ньютоновских 59 и неньютоновских жидкостей
1.3.2 Измерение теплофизических характеристик ньютоновских и 59 неньютоновских жидкостей с применением методов ламинарного режима
1.3.3. Измерение коэффициента диффузии влаги в капилярно- 62 пористых материалах
1.4 Цели и задачи дальнейших исследований
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАЗРАБОТАННОЙ 65 МЕТОДИКИ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА ПЛОСКОГО «МГНОВЕННОГО» ИСТОЧНИКА ТЕПЛОТЫ И ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
2.1 Возможные подходы к выбору оптимальных параметров 65 разрабатываемой методики и рациональных конструкционных

размеров измерительной ячейки
2.2 Результаты применения теоретического подхода к выбору оптимальных условий измерений и параметров обработки экспериментальных данных, полученных методом плоского «мгновенного» источника теплоты
2.2.1 Физическая модель метода и устройства
2.2.2 Математическая модель и расчетные соотношения метода измерений
2.2.3 Вывод соотношений для вычисления погрешностей
2.2.4 Оценка погрешностей измерений, выбор оптимальных параметров методики и рационального конструкционного размера измерительного устройства
2.2.5 Порядок осуществления основных измерительных и вычислительных операций разработанной методики плоского «мгновенного» источника теплоты
2.3 Анализ источников погрешностей измерения теплофизических свойств твердых теплоизоляционных материалов с применением методики плоского «мгновенного» источника теплоты
2.3.1 Анализ источников погрешностей, обусловленных неполным выполнением допущений, принятых при разработке математической модели используемой методики и измерительной ячейки
2.3.2 Анализ источников погрешностей, обусловленных ошибками при осуществлении методики плоского «мгновенного» источника теплоты
2.3.3 Анализ источников погрешностей определения искомых теплофизических свойств, обусловленных неточным измерением

Пг,т)-Те
т0-т.

Є, —гГ

1п[Г(г ,т) — Тс= 1п
<То - Тс)Аху/
■ тт,
(1.9)
где т = £?а/К2 - темп охлаждения (нагревания) образца, определяемый как тангенс угла наклона зависимости (1.9), представленной графически на рис. 1.9 в полулогарифмической системе координат.
; п 7 К і 2К , и
1 - при г = 0 ; 2- при г = —; 3 - при г - — ; 4 - при г = К
Из рис. 1.9 видно, что тангенс угла наклона т получающихся прямых линий легко вычисляется по экспериментальным данным по формуле

1п г2 - 1п
г, - г,
1п 2, - 1п г,
т-, - т,
После определения значения темпа охлаждения т искомое значение коэффициента температуропроводности вычисляют по формуле

(1.10)
лежащей в основе метода регулярного режима первого рода.