Merkmale des Verfahrens zur Heißdrahtbestimmung der Wärmeleitfähigkeit. Merkmale der Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit von Baumaterialien. Definitionen und Notation.

Um die Wärmeleitfähigkeit zu messen, wurden in der Vergangenheit viele Methoden verwendet. Derzeit sind einige von ihnen veraltet, aber ihre Theorie ist jetzt von Interesse, da sie auf Soliditätsgleichungen für einfache Systeme basieren, die häufig in der Praxis gefunden werden.

Zunächst sollte darauf hingewiesen werden, dass sich die thermischen Eigenschaften jedes Materials in einer Vielzahl von Kombinationen manifestieren; Wenn wir sie jedoch als Eigenschaften des Materials betrachten, können sie jedoch aus verschiedenen Experimenten bestimmt werden. Wir listen die wichtigsten thermischen Eigenschaften von Körper und Experimenten auf, aus denen sie bestimmt werden: a) Der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient wird im stationären Experimentierungsmodus gemessen; b) die Wärmekapazität, die auf die Volumeneinheit zurückzuführen ist, die durch kalorimetrische Verfahren gemessen wird; c) Der Wert wird mit periodischen stationären Experimenten gemessen; d) Teterolution X, gemessen bei nicht stationären Experimenten. In der Tat ermöglicht die meisten Experimente, die im nichtstationären Modus durchgeführt wurden, grundsätzlich die Definition und Definition

Wir beschreiben hier kurz die häufigsten Methoden und geben die Abschnitte an, in denen sie berücksichtigt werden. Im Wesentlichen sind diese Verfahren in diejenigen unterteilt, in denen Messungen im stationären Modus (stationäre Modenverfahren) mit periodischer Erwärmung und im nicht stationären Modus (nicht stationäre Modusmethoden) durchgeführt werden; Als nächstes sind sie in Methoden unterteilt, die in der Untersuchung von schlechten Leitern und während des Studiums von Metallen verwendet werden.

1. Methoden des stationären Regimes; Schlechter Dirigent. Bei dieser Methode sollten die Bedingungen des Hauptversuchs in § 1 dieses Kapitels genau durchgeführt werden, und das unter studierende Material sollte die Form des Datensatzes haben. In anderen Varianten der Methode können Sie das Material in Form eines Hohlzylinders (siehe § 2 Kapitel VII) oder ein Feld der Kugel untersuchen (siehe § 2 Kap. IX). Manchmal ist das untersuchte Material, unter dem Wärmepässe die Form einer dicken Stange aufweist, aber in diesem Fall ist die Theorie komplexer (siehe §§ 1, 2 CH VI und § 3 Kap. VIII).

2. thermische Methoden des stationären Regimes; Metalle. In diesem Fall wird üblicherweise eine Metallprobe in Form einer Stange verwendet, deren Enden bei verschiedenen Temperaturen gehalten werden. Der Halbrahmenstab wird in § 3 CH betrachtet. IV und das Terminal der Endlänge - in § 5 CH. IV.

3. Elektrische Methoden Stationäres Regime, Metalle. In diesem Fall wird die Metallprobe in Form von Draht erhitzt, wobei der elektrische Strom durchlaufen wird, und seine Enden werden auf den angegebenen Temperaturen aufrechterhalten (siehe § 11 CH. IV und ein Beispiel von IX § 3 Kap. VIII). Sie können auch den Fall des radialen Wärmestroms in dem mit einem elektrischen Strom erhitzten Draht verwenden (siehe Beispiel V § 2 Kap. VII).

4. Methoden des stationären Modus-Bewegungsflüssigkeiten. In diesem Fall wird die Temperatur der Flüssigkeit zwischen den beiden Tanks, in der unterschiedliche Temperaturen aufrechterhalten werden (siehe § 9, CH. IV).

5. Verfahren zur regelmäßigen Heizung. In diesen Fällen ändern sich die Bedingungen an den Enden der Stange oder Platten mit der Periode, indem sie den stationären Zustand erreichen, die Temperaturen an bestimmten Punkten der Probe messen. Der Fall eines halbreduzierten Rods gilt in § 4 CH. IV und die Endlängenstange ist in § 8 des gleichen Kapitels. Eine ähnliche Methode wird verwendet, um die Temperatur des Bodens bei Temperaturschwankungen zu bestimmen, die durch verursacht werden sonne erhitzt (cm, § 12 CH. II).

In letzter Zeit spielten diese Methoden eine wichtige Rolle bei der Messung niedriger Temperaturen; Sie besitzen auch den Vorteil, dass theoretisch relativ komplexe Systeme Sie können Methoden verwenden, die für das Studium von elektrischen Wellenleitern entwickelt wurden (siehe § 6 Kap.

6. Methoden des nichtstationären Regimes. In der Vergangenheit wurden die Methoden des nicht stationären Regimes etwas weniger als die Methoden des stationären Regimes eingesetzt. Ihr Nachteil liegt in der Schwierigkeit, festzustellen, wie gültige Randbedingungen im Experiment mit den von der Theorie postulierten Bedingungen übereinstimmen. Berücksichtigen Sie diese Diskrepanz (zum Beispiel wenn wir reden Der Kontaktwiderstand an der Grenze) ist sehr schwierig, und dies ist wichtiger für die angegebenen Verfahren als für stationäre Modenverfahren (siehe § 10 CH. II). Gleichzeitig haben die Methoden des nicht stationären Regimes selbst bekannte Vorteile. Somit eignen sich einige dieser Verfahren zum Durchführen sehr schneller Messungen und berücksichtigen Sie kleine Temperaturänderungen; Darüber hinaus kann eine Reihe von Methoden eingesetzt werden, ohne die Probe an das Labor zu liefern, das sehr wünschenswert ist, insbesondere bei der Untersuchung von Materialien wie Böden und felsen. In den meisten alten Methoden wird nur das letzte Segment der Grafik verwendet; Temperaturabhängigkeit pünktlich; In diesem Fall wird die Lösung der entsprechenden Gleichung durch ein exponentielles Element ausgedrückt. In § 7 CH Iv, § 5 ch Vi, § 5 ch. VIII und § 5 Kap. IX gilt als Körperkühlkoffer geometrische Figur Mit linearer Wärmeübertragung von seiner Oberfläche. In § 14 ch IV berücksichtigt den Fall von nicht stationärer Temperatur in einem mit Stromschlag erhitzten Draht. In einigen Fällen wird der gesamte Temperaturänderung an der Stelle verwendet (siehe § 10 CH. II und § 3 Kap. III).

Zweck der Arbeit.: Untersuchung der Technik der experimentellen Definition des Koeffizienten

wärmeleitfähigkeit von festen Materialien durch Plattenmethode.

Die Aufgabe:einer. Bestimmen Sie den Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten des Untersuchungsmaterials.

2. Bestimmen Sie die Abhängigkeit des Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten auf der Temperatur

das unter studierende Material.

Grundrückstellungen.

Wärmeaustausch- Dies ist ein spontaner irreversibler Prozess der Wärmeübertragung im Raum in Gegenwart der Temperaturdifferenz. Es gibt drei Hauptmethoden der Wärmeübertragung, die sich in ihrer physischen Natur deutlich unterscheiden:

wärmeleitfähigkeit;

konvektion;

wärmestrahlung.

In der Praxis wird die Wärme in der Regel gleichzeitig auf verschiedene Weise übertragen, aber das Wissen dieser Prozesse ist jedoch unmöglich, ohne die elementaren Wärmeaustauschprozesse zu untersuchen.

Wärmeleitfähigkeites wird der Prozess der Wärmeübertragung aufgrund der thermischen Bewegung von Mikropartikeln bezeichnet. Bei Gasen und Flüssigkeiten wird Wärmeübertragungswärmeleitfähigkeit durch Diffusion von Atomen und Molekülen durchgeführt. Bei Feststoffen ist die freie Bewegung von Atomen und Molekülen während des gesamten Volumens der Substanz unmöglich und reduziert nur auf ihre oszillatorische Bewegung relativ zu bestimmten Gleichgewichtspositionen. Daher ist der Prozess der Wärmeleitfähigkeit in Feststoffen auf die Erhöhung der Amplitude dieser Schwingungen zurückzuführen, die in dem Körpervolumen aufgrund der Störung der Leistungsfelder zwischen den oszillierenden Partikeln verteilt ist. Bei Metallen tritt Wärmeübertragung Wärmeleitfähigkeit nicht nur aufgrund von Schwingungen von Ionen und Atomen auf, die sich in den Knoten des Kristallgitters befinden, sondern auch aufgrund der Bewegung freier Elektronen, die das sogenannte "elektronische Gas" bilden. Durch das Vorhandensein zusätzlicher Wärmeenergieträger in Metallen in Form von freien Elektronen ist die Wärmeleitfähigkeit von Metallen deutlich höher als feste Dielektrika.

Beim Studieren des Wärmeleitfähigkeitsprozesses werden folgende Grundkonzepte verwendet:

Hitzemenge (Q  ) - Wärmeenergie, die den gesamten Prozess der Oberfläche eines beliebigen Bereichs überschreiten. In dem SI-System, gemessen in Joules (J).

Wärmestrom (thermische Leistung) (Q) - die Menge an Wärme, die pro Zeiteinheit durch die Oberfläche eines beliebigen Bereichs passiert.

Im System wird der Wärmefluss in Watt (W) gemessen.

Die Dichte des Wärmeflusses (q) - Die Menge an Wärme, die pro Zeiteinheit durch die Oberflächeneinheit passiert.

In dem System wird Si in W / m 2 gemessen.

Temperaturfeld- ein Satz von Temperaturwerten in dieser Moment Zeit in allen Platzstellen des Weltraums. Wenn sich die Temperatur an allen Punkten des Temperaturfelds im Laufe der Zeit nicht ändert, wird dieses Feld aufgerufen stationärWenn wechseln, dann - nicht stationär.

Oberflächen, die von Punkten mit der gleichen Temperatur gebildet werden, werden aufgerufen isotherme..

Temperaturgefälle (grad.T.) - Der von normal gerichtete Vektor auf die isotherme Oberfläche zur Temperaturzunahme und numerisch, definiert als die Grenze des Verhältnisses des Temperaturwechsels zwischen zwei isothermen Oberflächen durch den Abstand zwischen ihnen durch Normal, wenn dieser Abstand auf Null neigt. Oder mit anderen Worten, der Temperaturgradient wird von der Temperatur in dieser Richtung abgeleitet.

Der Temperaturgradient kennzeichnet die Temperaturrate in Richtung Normalrichtung zur isothermen Oberfläche.

Der thermische Leitfähigkeitsprozess kennzeichnet das Hauptgesetz der Wärmeleitfähigkeit - fouriergesetz.(1822). Nach diesem Gesetz ist die Dichte des durch Wärmeleitfähigkeit übertragenen Wärmeflusses direkt proportional zum Temperaturgradienten:

wo -thermische Leitfähigkeit der Substanz, W / (mgrad).

Das Zeichen (-) zeigt, dass der Wärmefluss und der Temperaturgradient der Richtung entgegengesetzt sind.

Koeffizientium der Wärmeleitfähigkeitzeigt, welche Wärmemenge pro Zeiteinheit durch die Einheit der Oberfläche an einem Temperaturgradienten übertragen wird, der einem gleich ist.

Der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient ist ein wichtiges thermophysiges Merkmal des Materials, und sein Wissen ist erforderlich, wenn thermische Berechnungen durchführt, die mit der Definition von Wärmeverlusten durch die umschließenden Strukturen von Gebäuden und Strukturen, Wänden von Maschinen und Geräten, der Berechnung der Wärmedämmung, als sowie bei der Lösung einer Vielzahl anderer technischer Probleme.

Ein weiteres wichtiges Gesetz der Wärmeleitfähigkeit - fourier-Kirchhoff.Bestimmen der Art der Temperaturänderungen im Raum und in der Zeit mit Wärmeleitfähigkeit. Andere sein name - differentialgleichung der WärmeleitfähigkeitWeil es durch Methoden der mathematischen Analyse-Theorie auf der Grundlage des Fourier-Gesetzes erhalten wird. Für ein dreidimensionales nichtstationäres Temperaturfeld ist die Differentialgleichung der Wärmeleitfähigkeit wie folgt:

,

wo
- Temperaturkoeffizient, der die thermischen Eigenschaften des Materials kennzeichnet,

, c p,  jeweils der Wärmeleitungskoeffizient, die isokrarische Wärme und die Dichte der Substanz;

- LaPlace Operator.

Für ein eindimensionales stationäres Temperaturfeld (
) Die differentielle Wärmeleitfähigkeitsgleichung erwirbt eine einfache Form

Die Integration von Gleichungen (1) und (2) ist möglich, die Dichte des Wärmeflusses durch den Körper und das Gesetz der Temperaturänderung in der Temperatur im Körper mit Wärmeübertragungswärmeübertragung zu bestimmen. Um eine Lösung zu erhalten, müssen Sie Aufgabe bedingungen der Eindeutigkeit.

Begriffe eindeutig- Dies sind zusätzliche private Daten, die die betreffende Aufgabe kennzeichnen. Sie beinhalten:

Geometrische Bedingungen, die die Form und die Größe des Körpers kennzeichnen;

Physikalische Bedingungen, die die physikalischen Eigenschaften des Körpers kennzeichnen;

temporäre (anfängliche) Bedingungen, die die Temperaturverteilung zum ersten Zeitpunkt kennzeichnen;

randbedingungen, die die Merkmale des Wärmeaustauschs an den Grenzen des Körpers kennzeichnen. Unterscheidet die Randbedingungen des 1., 2. und 3. Clans.

Zum grenzbedingungen der 1. Gattungdie Temperaturverteilung auf der Körperoberfläche ist eingestellt. In diesem Fall ist es notwendig, die Dichte des Wärmeflusses durch den Körper zu bestimmen.

Zum randbedingungen der 2. Artdie Dichte des Wärmeflusses und der Temperatur einer der Oberflächen des Körpers ist gegeben. Es ist erforderlich, die Temperatur einer anderen Oberfläche zu bestimmen.

Unter den Randbedingungen der dritten Artdie Wärmeübertragung zwischen den Oberflächen des Körpers und der Medien, die sie draußen waschen, sind bekannt. Nach diesen Daten wird die Dichte des Wärmeflusses bestimmt. Dieser Fall bezieht sich auf den gemeinsamen Wärmeübertragungsprozess mit Wärmeleitfähigkeit und Konvektion, der aufgerufen wurde wärmeübertragung.

Betrachten Sie das einfachste Beispiel für den Fall der Wärmeleitfähigkeit durch eine flache Wand. Ebensie rufen die Wand an, deren Dicke deutlich weniger als zwei andere Größen - Länge und Breiten ist. In diesem Fall können die Unamtziguitlichkeitsbedingungen wie folgt gegeben werden:

geometrisch: Bekannte Wandstärke. Das Temperaturfeld ist eindimensional, was folglich die Temperatur nur in Richtung der Achse X variiert, und der Wärmefluss wird durch Normal an den Wandflächen gerichtet;

physisch: Bekanntes Wandmaterial und sein Wärmeleitfähigkeitskoeffizium und für den gesamten Körper & sub2; \u003d const;

vorübergehend: Das Temperaturfeld in der Zeit ändert sich nicht, d. H. ist stationär;

grenzbedingungen: 1. Gattung, Wandtemperaturkomponenten von 1 IT 2.

Es ist erforderlich, das Temperaturänderungsgesetz in der Dicke der Wand t \u003d f (x) und der Dichte des Wärmeflusses durch den WallQ zu bestimmen.

Um das Problem zu lösen, verwenden Sie Gleichungen (1) und (3). Unter Berücksichtigung der empfangenen Randbedingungen (bei x \u003d 0t \u003d t; bei x \u003d t \u003d t 2) Nach der doppelten Integration der Gleichung (3) erhalten wir das Gesetz der Veränderungen in der Dicke der Wand

,

Die Temperaturverteilung in der flachen Wand ist in Fig. 1 gezeigt. 1

Abb.1. Temperaturverteilung in einer flachen Wand.

Die Dichte des Wärmeflusses wird dann nach dem Ausdruck bestimmt

,

Die Bestimmung des Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten kann die Genauigkeit des für die modernen technischen Praxis erforderlichen Ergebnissen nicht ergeben, sodass seine experimentelle Definition der einzige zuverlässige Weg bleibt.

Eine der bekannten experimentellen Methoden der Entschlossenheit ist flachschicht-Methode.. Gemäß diesem Verfahren kann der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient des Materials der Ebenewand auf der Grundlage der Gleichung (5) bestimmt werden

;

In diesem Fall bezieht sich der erhaltene Wert des Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten auf den Durchschnittstemperaturwert t m \u003d 0,5 (t 1 + t 2).

Trotz seiner physischen Einfachheit hat die praktische Umsetzung dieses Verfahrens seine eigenen Schwierigkeiten, die mit der Schwierigkeit verbunden sind, ein eindimensionales stationäres Temperaturfeld in den studierenden Mustern zu schaffen und thermische Verluste zu berücksichtigen.

Beschreibung des Laborständers.

Die Bestimmung des Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten erfolgt auf einem Laboraufbau, basierend auf dem Verfahren der Simulationsmodellierung echter physikalischer Prozesse. Die Installation besteht aus einem PEVM, der dem Layout des Betriebsdiagramms zugeordnet ist, der auf dem Monitorbildschirm angezeigt wird. Das Arbeitsgraphen wurde durch Analogie mit dem realen und seinem in Fig. 1 dargestellten Schema erstellt. 2

Abb.2. Installation der Installationsschema.

Die Arbeitsplatte besteht aus 2 fluorploplastischen Proben 12, die in Form von dicken Scheiben dick  \u003d 5 mm und Durchmesserd \u003d 140 mm hergestellt werden. Die Proben sind zwischen dem Heizgerät 10höhe \u003d 12 mm und dem Durchmesser von H \u003d 146 mm und des Kühlschranks 11 angeordnet, der mit Wasser abgekühlt ist. Das Erzeugen eines Wärmeflusses erfolgt durch ein Heizelement mit einem elektrischen Widerstand \u003d 41 Ohm und einem Kühlschrank 11 mit Spiralnuten für die Richtungszirkulation von Kühlwasser. Somit wird der Wärmefluss, der durch die durch lauten fluorploplastischen Proben verläuft, durch den Kühlschrank mit Wasser durchgeführt. Ein Teil der Wärme von der Heizung führt durch die Endflächen in die Umgebung, um diese radialen Verluste zu verringern, ist das Wärmeisoliergehäuse 13 aus der Assecement ( k \u003d 0,08 W / (mgrad)) vorgesehen . Die Gehäusehöhe К \u003d 22 mm ist in Form eines Hohlzylinders mit einem Innendurchmesser von H \u003d 146 mm und einem Außendurchmesser von k \u003d 190 mm hergestellt. Die Temperatur wird durch sieben Chromel-Copel-Thermoelement (HC-POS-Typ) gemessen. 1 ... 7, installiert an verschiedenen Stellen des Arbeitsbereichs. Mit dem Temperatursensorschalter 15 können Sie die Thermo-EMF von allen sieben Temperatursensoren nacheinander messen. Das Thermoelement 7 ist an der äußeren Oberfläche des wärmeisolierenden Gehäuses installiert, um thermische Lecks durch sie zu bestimmen.

Das Verfahren zur Durchführung von Arbeiten.

3.1. Der Temperaturmodus der Installation wird durch Einstellen der Temperatur der heißen Oberfläche der Platten T g zwischen 35 ° C auf 120 ° C ausgewählt.

3.2. Auf der Installationsfernbedienung erfassen die Netzteilgeräte der Indikatorgeräte die Spannung an der elektrischen Heizung u, die Thermo-EMF-Temperatursensoren werden auf dem Heizkippschalter eingeschaltet.

3.3. Die gewünschte Spannung ist reibungslos um den Teppich des Rheostats zu drehen, wird die gewünschte Spannung an der Heizung installiert. Der Wiedereinsatz wird in der Schrittversion hergestellt, sodass die Spannung Schritt für Schritt ändert. Die Spannung der Temperatur sollte entsprechend der Abhängigkeit von Fig. 3 in Übereinstimmung miteinander liegen.

Abb. 3. Arbeitszone Heizung.

3.4. Durch ein sequentielles Abfragen von Temperatursensoren unter Verwendung des Schalters 15 werden Thermo-EMF-Werte von sieben Thermoelementen bestimmt, die zusammen mit dem Wert in das Experimentsprotokoll (siehe Tabelle 1) eingeschrieben sind. Die Registrierung von Messwerten erfolgt durch Indikatorvorrichtungen auf dem Bedienfeld, deren Messwerte auf dem PEVM-Monitor dupliziert werden.

3.5. Am Ende der Erfahrung werden alle regulatorischen Installationsbehörden in seine ursprüngliche Position übertragen.

3.6. Wiederholte Experimente werden durchgeführt (ihre Anzahl muss mindestens 3 sein) und mit anderen Werten von T R in der von SP.P vorgeschriebenen Weise 3.1 ... 3.5.

Messergebnisse bearbeiten.

4.1. Durch Abschlusseigenschaften einer Chromel-Copiel-Thermoelement-Temperatursensorte sie werden auf die Kelvin-Skala auf Grade übertragen. .

4.2. Die durchschnittlichen Temperaturen der inneren heißen und äußeren Kaltflächen der Proben werden bestimmt.

wo das ich die Thermoelementnummer war.

4.3. Der vollständige thermische Strom, der von einer elektrischen Heizung erzeugt wird, wird bestimmt.

, T.

wobei u die Spannung des elektrischen Stroms ist;

R \u003d 41 Ohm - der Widerstand der elektrischen Heizung.

4.4. Der Wärmestrom wird aufgrund der Wärmeübertragung durch das Gehäuse bestimmt

wo der K-Koeffizient den Wärmeübertragungsprozess durch das Gehäuse kennzeichnet.

, W / (m 2 grad)

wobei  k \u003d 0,08 w / (mgrad) der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient des Materials des Gehäuses ist;

d h \u003d 0,146 m - der Außendurchmesser des Heizers;

d k \u003d 0,190 m - der Außendurchmesser des Gehäuses;

h \u003d 0,012 m - Heizhöhe;

h k \u003d 0,022 m - die Höhe des Gehäuses.

T T - die Temperatur der äußeren Oberfläche des Gehäuses, bestimmt durch das 7. Thermoelement

4.5. Der thermische Strom, der durch die unter studierenden Proben verläuft, wird durch Wärmeleitfähigkeit bestimmt

, T.

4.6. Der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient des Testmaterials wird bestimmt.

, W / (mgrad)

wobei q  ein Wärmefluß ist, der durch die untersuchte Probe mittels Wärmeleitfähigkeit, W;

 \u003d 0,005 m - Probenstärke;

- Oberfläche einer Probe, M 2;

d \u003d 0,140 m - Probendurchmesser;

T g, t x - temperatur bzw. heiße und kalte Oberflächen der Probe, K.

4.7. Der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient hängt von der Temperatur ab, sodass die erhaltenen Werte mit der durchschnittlichen Probentemperatur verbunden sind.

Die Ergebnisse der Verarbeitung erfahrener Daten werden in Tabelle 1 aufgezeichnet.

Tabelle 1

Ergebnisse der Messungen und Verarbeitung erfahrener Daten

4.8. Unter Verwendung des grafoanalytischen Verfahrens zur Verarbeitung der erzielten Ergebnisse die Abhängigkeit des Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten des untersuchten Materials der durchschnittlichen Temperatur der Probe m in Form von

wobei  0 ib- durch grafisch auf der Grundlage der Analyse der Charakterisierung der Abhängigkeit \u003d f (t m) bestimmt wird.

Kontrollfragen

Was sind die Hauptmethoden der Wärmeübertragung?

Was heißt thermische Leitfähigkeit?

Was sind die Merkmale des Wärmeleitfähigkeitsmechanismus in Leitern und festen Dielektrika?

Welche Gesetze beschreiben den Wärmeleitungsvorgang?

Was heißt flache Wand?

Was sind die Randbedingungen?

Was ist der Charakter der Temperaturänderung in einer flachen Wand?

Was ist die physikalische Bedeutung des Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten?

Was nötig ist Kenntnis des Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten verschiedene Materialien Und wie wird sein Wert bestimmt?

Was ist abgeschlossen? methodische Funktionen Methode der flachen Schicht?

Verfahren in der freien Konvektion

Zweck der Arbeit.: Um die Muster des konvektiven Wärmeaustauschs im Beispiel der Wärmeübertragung an der freien Konvektion für Fälle von Quer- und Längsstrom einer beheizten Oberfläche zu untersuchen. Erwerben Sie die Fähigkeiten, um die Ergebnisse der Experimente zu verarbeiten und in einem generalisierten Formular darzustellen.

Die Aufgabe:

1. Bestimmung der experimentellen Werte von Wärmeübertragungskoeffizienten vom horizontalen Zylinder und dem vertikalen Zylinder mit freier Konvektion auf das Medium.

2. Durch die Verarbeitung experimenteller Daten, um die Parameter der Kriteriumgleichungen zu erhalten, die den Prozess der freien Konvektion relativ zur horizontalen und vertikalen Oberfläche kennzeichnen.

Grundlegende theoretische Bestimmungen.

Es gibt drei Hauptmethoden der Wärmeübertragung, die sich in ihrer physischen Natur deutlich voneinander unterscheiden:

wärmeleitfähigkeit;

konvektion;

wärmestrahlung.

Mit Wärmeleitfähigkeit sind Wärmeenergieträger Mikroteilchen der Substanz - Atome und Moleküle mit Wärmeabstrahlung - elektromagnetische Wellen.

Konvektion- Dies ist ein Verfahren zur Wärmeübertragung aufgrund bewegender makroskopischer Mengen einer Substanz aus einem Raum auf einem anderen.

Somit ist die Konvektion nur in Umgebungen mit der Eigenschaft von Fluiditätsgasen und Flüssigkeiten möglich. In der Theorie des Wärmeaustauschs werden sie im Allgemeinen durch den Begriff angegeben "Flüssigkeit"ohne Unterschiede zu leitenden Unterschieden, wenn es nicht notwendig ist, zwischen Tropfflüssigkeiten und Gasen zu verhandeln. Der Prozess der Übertragung der Wärmekonvektion in der Regel wird von der Wärmeleitfähigkeit begleitet. Ein solcher Prozess wird aufgerufen konvektiver Wärmeaustausch.

Konvektiver Wärmeaustausch- Dies ist ein gemeinsamer Prozess der Wärmeübertragungskonvektion und der Wärmeleitfähigkeit.

In der technischen Praxis handelt es sich meistens um den Prozess des konvektiven Wärmeaustauschs zwischen der festen Oberfläche (zum Beispiel der Oberfläche der Ofenwand, der Heizvorrichtung usw.) und einem Fluid waschen diese Oberfläche. Dieser Prozess wird aufgerufen wärmepresse.

Wärmepfot- ein besonderer Fall des konvektiven Wärmeaustauschs zwischen der Oberfläche des Feststoffs (Wand) und der Spülflüssigkeit.

Unterscheiden gezwungen und frei (natürlich)konvektion.

Erzwungene Konvektiones tritt unter der Wirkung von Druckkräften auf, die zum Beispiel eine Pumpe, einen Lüfter usw. erzeugt werden.

Freie oder natürliche Konvektiones tritt unter der Wirkung von Massenkräften auf, die eine andere Natur haben: Gravitation, Zentrifugal, elektromagnetisch usw.

Auf der Erde erfolgt die freie Konvektion bei den Schwerkraftbedingungen, sodass es genannt wird thermische Schwerkraftkonvektion.. Die treibende Kraft des Verfahrens ist in diesem Fall die Hubkraft, die in dem Medium in Gegenwart der Inhomogenität bei der Untersuchung der Dichte innerhalb des betrachteten Volumens auftritt. Mit Wärmeaustausch erfolgt eine solche Inhomogenität aufgrund der Tatsache, dass einzelne Elemente des Mediums bei unterschiedlichen Temperaturen liegen können. Zur gleichen Zeit bewegt sich mehr erhitzt, und daher bewegen sich weniger dichte Elemente des Mediums unter der Wirkung der Hubkraft nach oben, wobei sie mit ihrer Wärme und kühlsträge tragen, und daher werden die dichtere Elemente des Mediums in die Befreiteter Platz, wie in Abb. einer.

Feige. 1. Die Art der Bewegung von Ströme in Flüssigkeit während der freien Konvektion

Wenn sich an diesem Ort eine dauerhafte Wärmequelle befindet, dann sinkt, wenn er erhitzt wird, die Dichte der beheizten Elemente des Mediums abnimmt, und sie beginnen auch, aufzuspringen. Während der Unterschied der Dichten einzelner Elemente des Mediums stattfinden, wird ihr Zyklus fortgesetzt, d. H. Die kostenlose Konvektion wird fortgesetzt. Die freie Konvektion, die in großen Umweltbereiche auftritt, in der die Entwicklung von Konvektionsströmen nichts verhindert, wird genannt kostenlose Konvektion in unbegrenztem Raum. Die freie Konvektion in einem unbegrenzten Raum erfolgt beispielsweise beim Erhitzen der Räumlichkeiten, Heizwasser in Warmwasserkessel und vielen anderen Fällen. Wenn die Entwicklung von Konvektionsströmen die Wände der Kanäle oder den Boden verhindert, die mit einer Flüssigkeit gefüllt sind, wird der Prozess in diesem Fall aufgerufen kostenlose Konvektion in begrenztem Raum. Ein solcher Prozess erfolgt beispielsweise mit Wärmeaustausch in den Flugzeugen zwischen den Fensterrahmen.

Das Hauptgesetz, das den konvektiven Wärmeaustauschprozess beschreibt - newton Richmana Gesetz.. In analytischer Form für das stationäre Temperaturregime der Wärmeaustausch hat es das folgende Formular:

,

wo
- Grundmengen von Wärme, angesichts einer elementaren Zeit
aus der elementaren Oberfläche
;

- Temperatur der Wand;

- Fluidtemperatur;

- der Wärmeübertragungskoeffizient.

Der Wärmeübertragungskoeffizientzeigt, wie die Wärmemenge pro Zeiteinheit von der Einheit der Oberfläche mit der Temperaturdifferenz zwischen der Wand und der Flüssigkeit in einem Grad gegeben wird. Die Messeinheit des Wärmeübertragungskoeffizienten im System C - W / M 2 ∙ Grad. Mit dem stetigen stationären Prozess kann der Wärmeübertragungskoeffizient aus dem Ausdruck ermittelt werden:

, W / m 2 ∙ Hagel

wo - Wärmestrom, W;

- Oberfläche des Wärmeaustauschs, m 2;

- Temperaturdruck zwischen Oberfläche und Flüssigkeit, Hagel.

Der Wärmeübertragungskoeffizient kennzeichnet die Intensität des Wärmeaustauschs zwischen der Wand und dem Flüssigkeitswaschen. In seiner physischen Natur ist der konvektive Wärmeaustausch ein sehr komplexer Prozess. Der Wärmeübertragungskoeffizient hängt von der sehr großen Anzahl verschiedener Parameter ab - die physikalischen Eigenschaften des Fluids, der Art des Fluidstroms, der Strömungsrate des Fluids, der Größe und der Form des Kanals sowie zu vielen anderen Faktoren. In dieser Hinsicht ist es unmöglich, die gesamte Abhängigkeit zu erteilen, um den Wärmeübertragungskoeffizienten theoretisch zu finden

Der Wärmeübertragungskoeffizient ist am genauesten und zuverlässig durch einen experimentellen Pfad bestimmt, der auf der Gleichung (2) basiert (2). Bei der Ingenieurpraxis, bei der Berechnung von Wärmeaustauschprozessen in verschiedenen technischen Geräten in der Regel keine experimentelle Bestimmung des Wertes des Wärmeübertragungskoeffizienten in einer echten Feldeinrichtung aufgrund der Komplexität und hohen Kosten von dieses Experiment. In diesem Fall kommt es, um die Aufgabe zu lösen, um die Hilfe zu ermitteln theorie der Ähnlichkeit..

Die wichtigste praktische Bedeutung der Ähnlichkeitstheorie ist, dass es uns erlaubt, die Ergebnisse einer separaten Erfahrung, die in den Laborbedingungen durchgeführt wird, auf der gesamten Klasse von realen Prozessen und Objekten, die dem auf dem Modell untersuchten Prozess untersucht wurden, zusammenzufassen. Das Begriff der Ähnlichkeit, bekannt für geometrische Figurenkann auch an beliebige physische Prozesse und Phänomene verteilt werden.

Klasse von körperlichen Phänomenen- Dies ist eine Kombination von Phänomenen, die von einem beschrieben werden können gemeinsames System Gleichungen und die gleiche physische Natur haben.

Einheitsphänomen- Dies ist ein Teil der Klasse der physikalischen Phänomene, die durch bestimmte Bedingungen der Eindeutigkeit (geometrisch, physisch, anfänglich, Grenze) auszeichnet.

Ähnliche Phänomene- Eine Gruppe von Phänomenen einer Klasse mit den gleichen einheitlichen Bedingungen, mit Ausnahme der numerischen Werte der in diesen Bedingungen enthaltenen Werte.

Die Theorie der Ähnlichkeit basiert auf der Tatsache, dass die dimensionalen physikalischen Mengen, die das Phänomen kennzeichnen, kombiniert werden können dimensionskomplexe.So, dass die Anzahl dieser Komplexe weniger als die Anzahl der Dimensionswerte ist. Empfangene dimensionslose Komplexe werden aufgerufen kriterien mögen. Die Ähnlichkeitskriterien haben eine gewisse physikalische Bedeutung und spiegeln den Effekt einer physikalischen Größe wider, und alle ihre Kombination, die in dem Kriterium enthalten ist, das die Analyse des untersuchten Verfahrens erheblich vereinfacht. Der Prozess selbst kann in diesem Fall als analytische Abhängigkeit dargestellt werden.
zwischen den Kriterien der Ähnlichkeit
seine einzelnen Seiten kennzeichnen. Solche Abhängigkeiten werden aufgerufen kriterien Gleichungen.. Die Ähnlichkeitskriterien erhielten Namen auf den Namen von Wissenschaftlern, die einen wesentlichen Beitrag zur Entwicklung der Hydrodynamik und der Theorie des Wärmeaustauschs - Nusselt, Prandtle, Graolsgof, Reynolds, Kirppicheva und anderen leisten.

Die Theorie der Ähnlichkeit basiert auf den 3. Ähnlichkeits-Theorems.

1. Theorem:

Ähnliche Phänomene haben die gleichen Ähnlichkeitskriterien.

Dieser Satz zeigt, dass in Experimenten nur solche physikalischen Mengen, die in den Ähnlichkeitskriterien enthalten sind, gemessen werden sollten.

2. Theorem:

Quelle mathematische Gleichungen, die dies kennzeichnen physisches PhänomenKann immer als Beziehung zwischen den Ähnlichkeitskriterien dargestellt werden, die dieses Phänomen kennzeichnen.

Diese Gleichungen werden aufgerufen kriterien. Dieser Satz zeigt, dass Experimente in Form von Kriteriengleichungen eingereicht werden sollten.

3. Satz.

Diese Phänomene, in denen die Ähnlichkeitskriterien, die von den Definitionsbedingungen erstellt wurden, gleich sind.

Dieser Theorem definiert den Zustand, der erforderlich ist, um eine physische Ähnlichkeit herzustellen. Die aus den Bedingungen der Eindeutigkeit erstellten Ähnlichkeiten werden aufgerufen definieren. Sie bestimmen die Gleichheit aller anderen oder definiertdie Kriterien der Ähnlichkeit, die tatsächlich bereits Gegenstand des 1. Ähnlichkeits-Satzs ist. Somit entwickelt und vertieft sich der 3. Ähnlichkeitsheorem den 1. Satz.

Bei der Untersuchung des konvektiven Wärmeaustauschs werden meistens die folgenden Ähnlichkeitskriterien verwendet.

Reynolds-Kriterium (Re.) - charakterisiert das Verhältnis zwischen den Trägheitskräften und den in der Flüssigkeit wirkenden viskosen Reibungskräfte. Der Wert des Reynolds-Kriteriums kennzeichnet den Fluss des Fluidstroms während der erzwungenen Konvektion.

,

wo - Flüssigkeitsgeschwindigkeit;

- der Koeffizient der kinematischen Viskosität der Flüssigkeit;

- Ermittlung der Größe.

Grasgood-Kriterium (GR.) - charakterisiert das Verhältnis zwischen den viskosen Reibungskräften und der in der Flüssigkeit wirkenden Hubkraft während der freien Konvektion. Der Wert des Grasgood-Kriteriums kennzeichnet den Fluss des Fluidstroms während der freien Konvektion.

,

wo - Erdbeschleunigung;

- Ermittlung der Größe;

- Temperaturkoeffizient der Volumenerweiterung der Flüssigkeit (für Gase
wo - Bestimmen der Temperatur auf der Kelvin-Skala);

- Temperaturkopf zwischen Wand und Flüssigkeit;

- jeweils die Temperatur der Wand und der Flüssigkeit;

- der Koeffizient der kinematischen Viskosität der Flüssigkeit.

Nusselt Kriterium (Nu.) - charakterisiert die Beziehung zwischen der von der Wärmeleitfähigkeit übertragenen Wärmemenge und der durch Konvektion unter übertragenden Wärmemenge unter konvektivem Wärmeaustausch zwischen der Oberfläche des Feststoffs (Wand) und der Flüssigkeit, d. H. Mit Wärmeübertragung.

,

wo - Hitzeübertragungskoeffizient;

- Ermittlung der Größe;

- der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient der Flüssigkeit am Rand der Wand und der Flüssigkeit.

Pakele Kriterium (SPORT) - charakterisiert die Beziehung zwischen der Wärmemenge (gegeben) durch den Fluidstrom und der Wärmemenge (angegeben) mittels konvektiver Wärmeaustausch.

,

wo - Flüssigkeitsflussrate;

- Ermittlung der Größe;

- Temperaturkoeffizient;

- jeweils der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient, die isokrarische Wärme, die Dichte der Flüssigkeit.

Prandtl-Kriterium (PR.) - charakterisiert die physikalischen Eigenschaften der Flüssigkeit.

,

wo - Koeffizient der kinematischen Viskosität;

- der Temperaturkoeffizient.

Aus den betrachteten Kriterien zeigt die Ähnlichkeit, dass der wichtigste Parameter, der die Intensität des Prozesses, nämlich die Wärmeübertragungsrate kennzeichnet, in der Expression für das Kriterium des Nusselt bei der Berechnung der konvektiven Wärmeübertragungsprozesse ist. Dies führte dazu, dass das Kriterium, um die Probleme der konvektiven Wärmeübertragungstechnik-Methoden auf der Grundlage der Verwendung der Ähnlichkeitstheorie zu lösen, das wichtigste der definierten Kriterien ist. Der Wert des Wärmeübertragungskoeffizienten in diesem Fall wird gemäß dem folgenden Ausdruck bestimmt

In dieser Hinsicht werden die Kriteriumgleichungen in der Regel in Form einer Lösung relativ zum Kriterium von Nusselt geschrieben und haben eine Art Energiefunktion.

wo
- die Werte der Kriterien der Ähnlichkeiten, die unterschiedliche Seiten des Prozesses unter Berücksichtigung kennzeichnen;

- numerische Konstanten, die auf der Grundlage von experimentellen Daten definiert werden, die bei der Untersuchung der Klasse von ähnlichen Phänomenen auf Modelle durch experimentelle Weise erhalten werden.

Je nach Art der Konvektion und den spezifischen Bedingungen des Prozesses können die in der Kriteriengleichung einbezogenen Ähnlichkeitskriterien unterschiedlich sein, wobei die Werte der Konstanten und der Korrekturfaktor unterschiedlich sein.

Zum praktische Anwendung Kriteriengleichungen sind wichtig, wenn die Frage der korrekten Wahl der definierenden Größe und der entscheidenden Temperatur wichtig ist. Die Bestimmungstemperatur ist notwendig, um die Werte der physikalischen Eigenschaften der Flüssigkeit korrekt zu bestimmen, die bei der Berechnung der Werte der Ähnlichkeitskriterien verwendet werden. Die Wahl der Bestimmung der Größe hängt von der gegenseitigen Position des Fluidstroms und der gewaschenen Oberfläche ab, dh auf der Art des Fließens. Dies sollte von den bestehenden Empfehlungen für folgende charakteristische Fälle geleitet werden.

Zwangskonvektion beim Bewegen von Flüssigkeit in einem runden Röhrchen.

- der Innendurchmesser des Rohrs.

Zwangskonvektion, wenn sich das Fluid in den Kanälen eines beliebigen Abschnitts bewegt.

- äquivalenter Durchmesser,

wo - Bereich querschnitt Kanal;

- Perimeter des Abschnitts.

Querstrom eines Rundrohrs mit freier Konvektion (horizontales Rohr (siehe Abb. 2) mit Wärmegravitationskonvektion)

- Außendurchmesser des Rohrs.

Abb.2. Die Art des Flusses um das horizontale Pfeife mit thermischer Gravitationskonvektion

Längsströmung um eine flache Wand (Rohr) (siehe Fig. 3) mit thermischer Gravitationskonvektion.

- Wandhöhe (Rohrlänge).

Feige. 3. Die Art des Flusses um die vertikale Wand (Rohr) mit thermischer Gravitationskonvektion.

Temperaturbestimmung es ist notwendig, dass die korrekte Bestimmung der thermophysikalischen Eigenschaften des Mediums die Werte in Abhängigkeit von der Temperatur variieren.

Bei der Wärmeübertragung als entscheidende Temperatur wird der arithmetische Durchschnitt der Temperatur der Wand und der Flüssigkeit aufgenommen.

Bei konvektivem Wärmeaustausch zwischen den einzelnen Elementen des Mediums innerhalb des Volumens des unter Berücksichtigten Volumens wird die arithmetische Temperatur zwischen den Temperaturen der an dem Wärmeaustausch teilnehmenden Mediumelementen als Bestimmungstemperatur angenommen.

In diesem Beitrag wird das Verfahren zum Durchführen eines Laborversuchs und des Verfahrens zum Erhalten von Kriteriengleichungen für 2 charakteristische Strömungsfälle um die beheizte Oberfläche (Quer und Längsrichtung) mit freier Konvektion verschiedener Gase relativ zu horizontalen und vertikalen Zylindern in Betracht gezogen.

Experimenteller Teil.

Die Wärmeleitfähigkeit ist die wichtigsten thermophysikalischen Eigenschaften der Materialien. Es muss bei der Gestaltung von Heizgeräten berücksichtigt werden, wobei die Dicke der Schutzbeschichtungen ausgewählt wird, wobei Wärmeverluste berücksichtigt werden. Wenn es kein geeignetes Verzeichnis zur Verfügung oder auf Lager gibt, und die Zusammensetzung des Materials definitiv nicht bekannt ist, muss seine Wärmeleitfähigkeit experimentell berechnet oder gemessen werden.

Komponenten der Wärmeleitfähigkeit von Materialien

Die Wärmeleitfähigkeit kennzeichnet den Wärmeübertragungsprozess in einem homogenen Körper mit definierter gesamtabmessungen. Daher sind die anfänglichen Parameter für die Messung:

1. Der Bereich in der Richtung senkrecht zur Richtung des Wärmeflusses.
2. Die Zeit, in der die Wärme der Wärmeenergie stattfindet.
3. Die Temperaturdifferenz zwischen den einzelnen Teilen des Teils oder der untersuchten Probe voneinander.
4. Die Kraft der thermischen Quelle.

Um die maximale Genauigkeit der Ergebnisse zu erfüllen, ist es erforderlich, stationäres Wärmeübertragungsbedingungen stationär zu erstellen. In diesem Fall kann der Zeitfaktor vernachlässigt werden.

Es ist möglich, die Wärmeleitfähigkeit auf zwei Arten zu bestimmen - absolut und relativ.

Das absolute Verfahren zur Bewertung der Wärmeleitfähigkeit

In diesem Fall wird der direkte Wert des Wärmeflusses bestimmt, der an die untersuchte Probe gesendet wird. Am häufigsten wird die Probe mit einer Stange oder Lamellen akzeptiert, obwohl in einigen Fällen (zum Beispiel beim Bestimmen der Wärmeleitfähigkeit von koaxial angeordneten Elementen) eine Art Hohlzylinder aufweisen kann. Das Fehlen von Lamellenproben ist der Bedarf an strenger Ebene-Parallelität gegenüberliegender Oberflächen.

Daher wird für Metalle, die durch hohe Wärmeleitfähigkeit gekennzeichnet sind, die Probe in Form einer Stange häufiger aufgenommen.

Die Essenz der Messungen ist wie folgt. Auf gegenüberliegenden Oberflächen werden konstante Temperaturen von der Wärmequelle aufrechterhalten, die streng senkrecht zu einer der Oberflächen der Probe angeordnet sind.

In diesem Fall wird der gewünschte Parameter der Wärmeleitfähigkeit λ sein
λ \u003d (q * d) / f (t2-t1), w / m ∙ k, wo:
Q ist die Leistung des Wärmeflusses;
D - Probenstärke;
F - den Probenbereich, auf dem der Wärmestrom wirkt;
T1 und T2 - Temperaturen auf den Oberflächen der Probe.

Da die Leistung des Wärmeflusses für elektrische Heizgeräte durch ihre Leistungs-Ui ausgedrückt werden kann, und thermische Sensoren, die mit dem Modell verbunden sind, können zur Messung der Temperatur verwendet werden, um die Temperatur zu berechnen, wobei die Wärmeleitfähigkeitsanzeige λ nicht besonders schwierig ist.

Um nicht produktive Wärmeverluste zu eliminieren und die Genauigkeit des Verfahrens zu verbessern, sollten die Proben- und Heizungseinheit beispielsweise in einem effizienten Wärmeisoliervolumen in das Dewar-Gefäß eingesetzt werden.

Relatives Verfahren zur Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit

Aus dem Rückblick kann der Wärmestrom-Leistungsfaktor verwendet werden, wenn eine der Methoden der Vergleichsbewertung verwendet werden kann. Zu diesem Zweck ist zwischen der Stange die Wärmeleitfähigkeit, deren ermittelt werden muss, und die Wärmequelle in der Referenzprobe angeordnet ist, ist die Wärmeleitfähigkeit des Materials λ 3 bekannt. Um Messfehler auszuschließen, werden die Proben fest miteinander gedrückt. Das gegenüberliegende Ende der gemessenen Probe wird in das Kühlbad eingetaucht, wonach zwei Thermoelemente mit beiden Stangen verbunden sind.

Die Wärmeleitfähigkeit wird aus dem Ausdruck berechnet
λ \u003d λ 3 (d (t1 3-t2 3) / d 3 (t1-t2)), wobei:
D ist der Abstand zwischen den Thermoelementen in der untersuchten Probe;
D 3 - Abstand zwischen Thermoelementen in der Probenreferenz;
T1 3 und T2 3 - Die Indikationen des Thermoelements, das in der Probenreferenz installiert ist;
T1 und T2 - Die Angaben des Thermoelements, das in der untersuchten Probe installiert ist.

Wärmeleitfähigkeit kann auch durch die bekannte elektrische Leitfähigkeit γ des Probenmaterials bestimmt werden. Dazu wird der Leiter aus dem Draht als Testprobe empfangen, an denen an den Enden in irgendeiner Weise eine konstante Temperatur aufrechterhalten wird. Durch den Leiter passiert ein konstanter elektrischer Kraft der Kraft I, und der Anschlusskontakt sollte sich dem perfekten Zustand ansprechen.

Beim Erreichen des stationären thermischen Zustands wird die Temperatur maximal t max in der Mitte der Probe mit minimalen Werten von T1 und T2 an ihren Enden angeordnet. Messen der Unterschied in den Potentialen u zwischen den extremen Abtastpunkten, der Wärmeleitfähigkeitswert kann aus der Abhängigkeit eingestellt werden

Die Genauigkeit der Auswertung der Wärmeleitfähigkeit steigt mit einer Erhöhung der Länge der Testprobe sowie mit einer Erhöhung der Stromkraft, die durch diese geleitet wird.

Relative Methoden zur Messung der Wärmeleitfähigkeit sind genauer und bequemer in der praktischen Verwendung, erfordern jedoch eine erhebliche Zeit, um die Messungen für Messungen zu verbringen. Dies ist auf die Länge der Festlegung eines stationären thermischen Zustands in der Probe zurückzuführen, dessen Wärmeleitfähigkeit bestimmt wird.

Bundesagentur für technische Regulierung und Messtechnik

NATIONAL

STANDARD

Russisch

Föderation

Verbundstoffe

Offizielle Ausgabe

Stshdfttftsm.

GOST R 57967-2017.

Vorwort

1 vorbereitet vom Bundesstaat Unity Enterprise "All-Russian Research Institute of Aviation Materials" zusammen mit der autonomen gemeinnützigen Organisation "Zentrum für Rationierung, Standardisierung und Klassifizierung von Verbundwerkstoffen" mit der Beteiligung des Vereins rechtspersonen "Union von Herstellern von Verbundwerkstoffen" basierend auf der offiziellen Übersetzung in die russische Sprache der englischen Version des in Absatz 4 angegebenen Standards, die von TK 497 abgeschlossen wurde

2 vom technischen Ausschuss zur Standardisierung von TC 497 "Composites, Designs und Produkte von ihnen" eingereicht

3 genehmigt und in der Größenordnung der Bundesbehörde für technische Regulierung und Messtechnik vom 21. November 2017 Nr. 1785-ST erlassen

In Fig. 4 ist diese Norm in Bezug auf das Standard-Test-Verfahren des ASTM E1225-13-Standards modifiziert, um die Wärmeleitfähigkeit der Feststoffe durch ein vergleichendes longitudinal-umzäuntes Wärmeflussverfahren "(ASTM E122S-13" Standardtestverfahren zur Wärmeleitfähigkeit von Feststoffen mit Die Guard ED-Vergleichs -Longitudinal-Wärmeflow-Technik », Mod), indem seine Struktur geändert wird, um den in GOST 1.5-2001 eingestellten Regeln (Unterabschnitte 4.2 und 4.3) zu erfüllen.

Dieser Standard enthält keine Absätze 5. 12. Unterabsätze 1.2, 1.3 des angewendeten ASTM-Standards. die unangemessen sind, um in der russischen nationalen Normung aufgrund ihrer Redundanz zu beantragen.

Diese Elemente und Unterabsätze, die nicht im Hauptteil dieses Standards enthalten sind, sind in dem zusätzlichen Anhang Ja angegeben.

Der Name dieses Standards wurde relativ zum Namen des angegebenen ASTM-Standards geändert, um den GOST R 1.5-2012 (Unterabschnitt 3.5) zu erfüllen.

Der Vergleich der Struktur dieses Standards mit der Struktur des angegebenen ASTM-Standards ist in der zusätzlichen Anwendung von dB angegeben.

Informationen zur Einhaltung des Referenznorm National Standard Standard ASTM. Wird als Referenz im angewendeten ASTM-Standard verwendet. In der zusätzlichen Anwendung von DV gezeigt

5 zum ersten Mal eingeführt

Die Regeln für die Anwendung dieses Standards werden in Artikel 26 eingerichtet Bundesgesetz vom 29. Juni 2015 N9 162-FZ "bei Standardisierung in Russische Föderation" Informationen zu den Änderungen an diesem Standard werden vom E-jährlichen (ab 1. Januar), den Informationsindikatoren "nationale Standards", und der offizielle Text der Änderungen und den Boden der Einführung des monatlichen Informationsanzeigers "Nationale Standards" veröffentlicht ". Bei der Revision (Ersatz) oder der Stornierung dieses Standards wird die entsprechende Benachrichtigung in der nächsten Ausgabe des monatlichen Informationsanzeigers "Nationale Standards" veröffentlicht. Relevante Information. Benachrichtigung und Texte werden auch im öffentlichen Informationssystem veröffentlicht - auf der offiziellen Website der Bundesagentur für technische Regulierung und Messtechnik im Internet ()

© stamartartinform. 2017.

Diese Norm kann nicht vollständig oder teilweise reproduziert werden, wird als offizielle Veröffentlichung ohne Erlaubnis der Bundesbehörde für technische Regulation und Messtechnik repliziert und verteilt

GOST R 57967-2017.

1 Gebrauchsbereich ............................................ .................. eins.

3 Begriffe, Definitionen und Bezeichnungen ............................................ .......einer

4 Essenz der Methode ............................................... .. ..................... 2.

5 Geräte und Materialien .............................................. .. ............. vier.

6 Vorbereitung zum Testen .............................................. ......elf

7 Testen ................................................ ............. ............... 12.

8 Verarbeitungstestergebnisse .............................................. .. ....... 13.

9 Testprotokoll ................................................. .. .................. 13.

Anhang Ja (Referenz) Originaltext von nicht enthaltenen strukturellen Elementen

aSTM-Standard angewendet ........................................... 15

Anwendungs-DB (Referenz) Vergleich der Struktur dieses Standards mit der Struktur

aSTM-Standard angetragen ...................................... 18

Anhang DV (Referenz) Informationen zur Übereinstimmung des Referenznationalstandards ASTM-Standard. Wird als Referenz in der angewendeten ASTM-Norm verwendet ......................................... ............. neunzehn.

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Nationaler Standard der Russischen Föderation

Verbundstoffe

Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit von Festkörpern durch stationärem eindimensionalem Wärmefluss mit einem Sicherheitsheizgerät

Verbundstoffe. Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit von SOHDs durch einen stationären eindimensionalen Wärmefluss

mit einer Schutzheizungstechnik

Datum der Einführung - 2018-06-01

1 Gebrauchsbereich

1.1 Diese Norm legt die Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit von homogenem undurchsichtigen massiven Polymer, Keramik- und Metallverbundwerkstoffen unter Verwendung eines stationären eindimensionalen Wärmeflusses mit einem Sicherheitsheizgerät fest.

1.2 Diese Norm ist zur Verwendung in Testmaterialien mit affektiver Wärmeleitfähigkeit im Bereich von 0,2 bis 200 W / (M-K) im Temperaturbereich von 90 bis 1300 K vorgesehen.

1.3 Diese Norm kann auch angewendet werden, wenn Materialien mit einer effizienten Wärmeleitfähigkeit außerhalb der angegebenen Bereichen mit niedrigerer Genauigkeit aufweisen.

2 regulatorische Referenzen.

Dieser Standard verwendet regulatorische Verweise auf folgende Standards:

GOST 2769 Oberflächenrauheit. Parameter und Eigenschaften.

GOST R 8.585 State System zur Gewährleistung der Einheit der Messungen. Thermoelemente. Nominale statische Konvertierungseigenschaften

HINWEIS - Bei Verwendung dieses Standards ist es ratsam, die Aktion von Referenzstandards im öffentlichen Informationssystem auf der offiziellen Website der Bundesbehörde für technische Regulierung und Messtechnik im Internet oder über das jährliche Informationssignal der nationalen Normen zu überprüfen, das ist Veröffentlicht zum 1. Januar des laufenden Jahres und über die Fragen des monatlichen Informationszeigers "Nationale Standards" für das laufende Jahr. Wenn der Referenzstandard ersetzt wird, auf den die undatierte Verbindung angegeben ist, wird empfohlen, die aktuelle Version dieses Standards zu verwenden, wobei alle Änderungen an dieser Version berücksichtigt werden. Wenn der Referenzstandard durch eine datierte Referenz ersetzt wird, wird empfohlen, die Version dieses Standards mit der oben genannten Genehmigung (Adoption) zu verwenden. Wenn nach Genehmigung dieses Standards in dem angegebenen Referenzstandard, der datiert ist, wird die Änderung vorgenommen, die den Anbieter betrifft, auf den der Link erteilt wird, diese Bestimmung empfohlen, ohne diese Änderung zu berücksichtigen. Wenn der Referenzstandard ohne Austausch abgebrochen wird, wird die Position, in der der Bezug darauf angegeben ist, in einem Abschnitt aufgebracht zu werden, der diesen Link nicht beeinträchtigt.

3 Bedingungen, Definitionen und Bezeichnungen

3.1 Diese Norm gilt die folgenden Bedingungen mit den entsprechenden Definitionen:

3.1.1 Wärmeleitfähigkeit / .. W / (M K): Das Verhältnis der Dichte des Wärmeflusses unter stationären Bedingungen durch die Einheit des Bereichs an die Temperaturgradient E richtung senkrecht zur Oberfläche.

Offizielle Ausgabe

GOST R 57967-2017.

3.1.2 Wärmeleitfähigkeit leitende Wärmeleitfähigkeit: Wenn es andere Möglichkeiten gibt, Wärme durch den Mate * Rial, mit Ausnahme der Wärmeleitfähigkeit, die Ergebnisse von Messungen, die unter dem vorliegenden Testverfahren hergestellt wurden, übertragen. scheinbare oder effiziente Wärmeleitfähigkeit darstellen.

3.2 8 Diese Norm gilt die folgende Notation:

3.2.1 x m (t), w / (m k) - Wärmeleitfähigkeit von Referenzproben in Abhängigkeit von der Temperatur.

3.2.2 ECI, W / (M K) ist die Wärmeleitfähigkeit der oberen Referenzprobe.

3.2.3 xjj '. 8T / (M K) ist die Wärmeleitfähigkeit des unteren Referenzprobens.

3.2.4 EDT), W / (M K) - Die Wärmeleitfähigkeit der Testprobe, die an den Wärmeaustausch in nicht * verrückt angepasst ist.

3.2.5 x "$ (t), w / (m k) - Die Wärmeleitfähigkeit der Testprobe, berechnet, berechnet, ohne den Änderungsantrag für den Wärmeaustausch zu berücksichtigen.

3.2.6\u003e u (7), w / (m k) - Wärmeleitfähigkeit der Isolierung je nach Temperatur.

3.2.7 g, k - absolute Temperatur.

3.2.8 Z, M - Abstand, gemessen vom oberen Ende des Pakets.

3.2.9 /, M - Länge der Testprobe.

3.2.10 g (, k - Temperatur bei Z R

3.2.11 Q ", W / M 2 - Wärmefluss pro Flächeneinheit.

3.2.12 SKH usw. - Abweichungen von X. G. Dr.

3.2.13 g A, M - Radius der Testprobe.

3.2.14 g, m - der innere Radius der Sicherheitsschale.

3.2.15 F 9 (Z), k ist die Temperatur der Sicherheitsschale, abhängig von der Entfernung Z.

4 Wesen der Methode

4.1 ALLGEMEINES Schema eines stationären eindimensionalen Wärmeflusses mit oh * Ein früherer Heizgerät ist in Abbildung 1 dargestellt. Testprobe mit einer unbekannten Wärmeleitfähigkeit x s. mit einer geschätzten spezifischen Wärmeleitfähigkeit x S // s. Wir sind unter der Last zwischen zwei Referenzproben mit der Wärmeleitfähigkeit von X M installiert, die die gleiche Querschnittsfläche und die spezifische Wärmeleitfähigkeit x ^ // ^ haben. Das Design ist ein Paket, das aus einer Scheibenheizung mit einem Testprobe und Referenzproben auf jeder Seite zwischen dem Heizgerät und dem Kühlkörper besteht. Im Testpaket wird ein Temperaturgradient erzeugt, Wärmeverluste werden durch Verwendung eines Längssicherungsheizgeräts mit einer Annäherung des gleichen Temperaturgradienten minimiert. Nach jeder Probe fließt ungefähr die Hälfte der Energieströme. 8 Gleichgewichtsbedingung Der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient wird basierend auf den gemessenen Sorten der Temperatur der Testprobe und den entsprechenden Referenzproben und der Wärmeleitfähigkeit von Referenzmaterialien bestimmt.

4.2 Macht an das Paket anwenden, um einen guten Kontakt zwischen den Proben zu gewährleisten. Die Verpackung ist von Isoliermaterial mit der Wärmeleitfähigkeits-Isolierung umgeben, die in einer Sicherheitseinheit mit einem Radius von G 8 eingeschlossen ist, der bei Temperaturen t d (2) liegt. Stellen Sie den Temperaturgradienten in der Verpackung ein, indem Sie den oberen Teil bei Temperaturen T T und den Boden bei der Temperatur t aufrechterhalten. Die Temperatur T 9 (Z) ist in der Regel ein linearer Temperaturgradienten, der annähernd geeigneter Gradienten in der Testpaket installiert ist. Kann eine isotherme Sicherheitsheizung mit einer Temperatur t? (Z). gleich der Durchschnittstemperatur der Testprobe. Es wird nicht empfohlen, das Design der Messzelle des Geräts ohne Sicherheitsheizer aufgrund möglicher großer thermischer Verluste, insbesondere bei erhöhten Temperaturen, zu verwenden. In dem stationären Zustand werden Temperaturgradienten entlang der Grundlage basierend auf den gemessenen Temperaturen entlang zweier Referenzabtastungen und der Testprobe berechnet. Der Wert von x "s ausschließlich von Änderungsanträgen an den Wärmeaustausch wird von der Formel berechnet (die Symbole sind in Abbildung 2 dargestellt).

T 4-g 3 2 u 2 -z, z e -z 5

wo r, temperatur in z ,. K T 2 - Temperatur bei Z 2, K g 3 - Temperatur in Z 3. ZU

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G 4 - Temperatur in Z 4. ZU;

G 5 - Temperatur bei Z S. ZU:

G - Temperatur bei z e. ZU:

Z, - Koordinate des 1. Temperatursensors, m;

ZJ - Koordinate des 2. Temperatursensors, M;

Z 3 - Koordinate des dritten Temperatursensors, m;

Z 4 - Koordinate des 4. Temperatursensors M;

Z 5 - Koordinate des 5. Temperatursensors, M;

Z E - Koordinaten 6\u003e TH Temperatursensor, m.

Ein solches Schema ist idealisiert, da er den Wärmeaustausch zwischen dem Paket und der Isolierung an jedem Punkt nicht berücksichtigt, und der gleichmäßige Wärmeübertragung an jeder Grenze der Trennabmessungen und der Testprobe. Die durch diese beiden Annahmen verursachten Fehler können sich viel ändern. Aufgrund dieser beiden Faktoren sollten Einschränkungen für diese Testmethode bereitgestellt werden. Falls erforderlich, um die notwendige Genauigkeit zu erreichen.

1 - Temperaturgradient in der Sicherheitsschale: 2 - Temperaturgradient in der Verpackung; 3 - Thermoelement: 4 - Klammer.

S - TOP-Heizung. B - oberes Referenzprobe: 7 - Untere Referenzprobe, B - Unterheizung: B - Kühlschrank. 10 - Upper Secure Natreahel: und - Inzia Wildheizung

Abbildung 1 - Schema einer typischen getesteten Paket- und Sicherheitsschale, die die Übereinstimmung von Temperaturgradienten zeigt

GOST R 57967-2017.

7

b.

Gekühlt нг.

Olya oimshpram.

Isolierung; 2 - Sicherheitsheizung. E - Metall- oder Keramiksicherheitsschale: 4 - Heizung. S ist ein Referenzprobe, B - Testprobe, x - ungefähre Position des Thermoelements

Abbildung 2 - Diagramm des Verfahrens des eindimensionalen stationären Wärmeflusses unter Verwendung eines Sicherheitsheizgeräts, das mögliche Standorte von Temperatursensoren angibt

5 Ausrüstung und Materialien

5.1 Referenzproben.

5.1.1 Für Referenzproben sollten Referenzmaterialien oder Standardmaterialien mit bekannten Wärmeleitfähigkeitswerten verwendet werden. Tabelle 1 zeigt einige der allgemein akzeptierten Referenzmaterialien. Fig. 3 zeigt eine ungefähre Änderung\u003e. M mit Tempera * Tour.

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TYPLOFOOODOOST, IML ^ M-K)

Abbildung 3 - Referenzwerte der Wärmeleitfähigkeit von Referenzmaterialien

Hinweis - ausgewählt für Referenzproben Das Material muss die Wärmeleitfähigkeit aufweisen, die der Wärmeleitfähigkeit des gemessenen Materials am nächsten ist.

5.1.2 Tabelle 1 ist nicht erschöpfend, und andere Materialien können als Referenz verwendet werden. Das Referenzmaterial und die Quelle der Werte des X M müssen im Testprotokoll angegeben werden.

Tabelle 1 - Referenzdateneigenschaften von Referenzmaterialien

GOST R 57967-2017.

Ende der Tabelle 1.

Tabelle 2 - Wärmeleitfähigkeit von Elektrolyteisen

GOST R 57967-2017.

Tabelle 3 - Wolfram-Wärmeleitfähigkeit

GOST R 57967-2017.

Tabelle 4 - Wärmeleitfähigkeit von austenitischem Stahl

GOST R 57967-2017.

Ende des Tisches 4.

5.1.3 Anforderungen an alle Referenzmaterialien umfassen die Stabilität der Eigenschaften in den gesamten Betriebstemperaturbereich, die Kompatibilität mit anderen Komponenten der Messzelle der Vorrichtung, der Leichtigkeit der Befestigung des Temperatursensors und der genau bekannten Wärmeleitfähigkeit. Da Fehler aufgrund von Wärmeverlust für eine bestimmte Zunahme von k proportional zur Änderung in K und JK S sind, sollte das Referenzmaterial c) für Referenzproben verwendet werden. m. Am nächsten an\u003e. s.

5.1.4 Wenn die Wärmeleitfähigkeit der Testprobe K S zwischen den Wärmeleitfähigkeitswerten der beiden Referenzmaterialien liegt, ist das Referenzmaterial mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit zu verwendend und ist zu verwenden. Um den gesamten Temperaturabfall entlang des Pakets zu reduzieren.

5.2 Isoliermaterialien

Als Isoliermaterialien werden Pulver, dispergierte und faserige Materialien verwendet, um den radialen Wärmefluss in den Ringraum und den Wärmeverlust entlang der Verpackung zu reduzieren. Es ist notwendig, mehrere Faktoren bei der Auswahl der Isolierung zu berücksichtigen:

Die Isolierung sollte im erwarteten Temperaturbereich stabil sein, einen niedrigen Wärmeleitfähigkeitswert aufweisen und einfach zu verwenden sein;

Die Isolation sollte die Komponenten der Messzelle der Vorrichtung, beispielsweise Temperatursensoren, nicht verschmutzen, es sollte eine geringe Toxizität aufweisen, und es sollte keine geringe Toxizität und nicht ein Bill-Austritt haben.

Verwenden Sie normalerweise Pulvern und feste Partikel, da sie leicht fantastisch sind. Niedrige Fasermatten mit niedriger Dichte können verwendet werden.

5.3 Temperatursensoren.

5.3.1 Bei jedem Referenzprobe müssen mindestens zwei Temperatursensoren und zwei auf der Testprobe installiert werden. Wenn möglich, müssen Referenzmuster und die Testprobe in jeweils drei Temperatursensoren enthalten. Zusätzliche Sensoren sind erforderlich, um die Schicht der Temperaturverteilung entlang der Verpackung oder des Erkennungen eines Fehlers aufgrund des Therapeuten des Temperatursensors zu bestätigen.

5.3.2 Temperaturfühlertyp hängt von der Größe der Messzelle des Geräts, des Temperaturbereichs und der Messzelle ab umfeld In der Messzelle des Instruments, bestimmt durch Isolations-, Referenzproben, Testproben, Testproben und Gas. Um die Temperatur zu messen, kann jeder Sensor, der eine ausreichende Genauigkeit aufweist, verwendet werden kann, und die Messzelle der Vorrichtung muss ziemlich groß sein, so dass die Störung des Wärmeflusses von den Temperatursensoren unbedeutend war. Typischerweise verwendete Thermoelemente. Sie kleine Größen Und die Leichtigkeit der Befestigung macht explizite Vorteile.

5.3.3 Thermoelemente sollten aus Draht mit einem Durchmesser von nicht mehr als 0,1 mm bestehen. Für alle kalten Spa sollte eine konstante Temperatur bereitgestellt werden. Diese Temperatur wird durch eine gekühlte Suspension, einen Thermostat oder eine elektronische Bezugspunktkompensation unterstützt. Alle Thermoelemente sollten entweder vom kalibrierten Draht oder von dem Kabel erfolgen, der vom Lieferanten zertifiziert wurde, um die Grenzwerte des in GOST R 8.585 angegebenen Fehlers sicherzustellen.

5.3.4 Die Thermoelementmethoden sind in Fig. 4 dargestellt. Innere Kontakte können in Metallen und Legierungen erhalten werden, indem einzelne Thermoelemente an Oberflächen (Abbildung 4a) geschweißt werden. SPI Das Thermoelement, geschweißt oder mit einem Kolkom, kann starr mit Schmieden, Zementieren oder Schweißen in engen Nuten oder kleinen Löchern befestigt werden (4p. 4c und 4

5.3.5 In 46 befindet sich das Thermoelement in der radialen Nut, und in Fig. 4c wird das Thermoelement durch das radiale Loch im Material gezogen. 8 Fall der Verwendung von Thermoelementen in einer Schutzhülle oder eines Thermoelements, sowohl Thermoelement, die sich in einem elektrischen Isolator mit zwei befinden

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löcher kann die Thermoelementbefestigung verwendet werden, die in 4D gezeigt ist. In den letzten drei Fällen sollte das Thermoelement mit einem geeigneten Klebstoff oder einem Hochtemperaturleser thermisch mit der festen Oberfläche verbunden sein. In Fig. 8, die in Fig. 4 gezeigt sind, sollten Härtungsdrähte auf Oberflächen, Drahtbindungen in isothermen Zonen, Wärmeerdung von Drähten auf einem Sicherheitsgehäuse oder einer Kombination von allen drei einschließen.

5.3.6 Da die Ungenauigkeit des Temperatursensors zu großen Fehlern führt. Besonderes Augenmerk sollte auf die Definition des korrekten Abstands zwischen den Sensoren und der Berechnung eines möglichen Fehlers infolge von Ungenauigkeiten bezahlt werden.

b - Innenkäse mit abgetrennten Thermoelementen, mit den Testproben oder Referenzproben geschweißt, so dass das Signal das Material durchläuft. 6 - Radiale Nut auf einer ebenen Oberfläche der Befestigung eines nackten Drahtes oder eines Thermoelements Sensor mit keramischer Isolierung; C ist ein kleines radiales Loch, das durch eine Testprobe oder Referenzproben gebohrt wird, und nicht isoliert (es ist zulässig, wenn das Material ein elektrischer Isolator ist) oder ein isoliertes Thermoelement, das durch das Loch gestreckt ist: D - ein kleines Radialloch, gebohrt ■ Testprobe oder Referenzproben und Thermoelement, das sich um das Loch befindet

Abbildung 4 - Befestigung des Thermoelements

Hinweis - In allen Fällen sollten Thermoelemente thermisch gehärtet oder thermisch auf die Sicherheitsschale geerdet werden, um den Messfehler aufgrund des Wärmeflusses bis zum oder aus dem heißen Spa zu minimieren.

5.4 Ladungssystem.

5.4.1 Prüfverfahren erfordert ein gleichmäßiger Wärmeübergang über die Grenze des Abschnitts von Referenzabtastwerten und der Testprobe, wenn sich die Temperatursensoren in einem Abstand in den Grenzen des Teils der Partition befinden. Dazu ist es notwendig, einen einheitlichen Kontakt sicherzustellen

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das Tyal der benachbarten Zonen der Referenzabtastungen und der Testprobe, die durch Anlegen der axialen Belastung in Kombination mit dem leitfähigen Medium an der Schnittstelle erzeugt werden können. Es wird nicht empfohlen, Messungen in einem Vakuum durchzuführen, wenn keine DDI-Schutzziele erforderlich sind.

5.4.2 Beim Testen von Materialien mit geringer Wärmeleitfähigkeit werden dünne Testproben verwendet, sodass Temperatursensoren nahe an der Oberfläche installiert werden müssen. In solchen Fällen sollte an den Grenzflächen eine sehr dünne Schicht mit hoher thermisch leitender Flüssigkeit, Paste, weichem Metallfolie oder Bildschirm eingeführt werden.

5.4.3 Bei der Gestaltung des Messinstruments sollten Elemente zur Überlappung und dauerhaften Beladung eines Pakets bereitgestellt werden, um den Grenzflächenwiderstand an den Grenzen der Referenzabtastwerte und der Testprobe zu minimieren. Die Last kann pneumatisch, hydraulisch, der Wirkung der Feder oder der Stelle der Ladung angelegt werden. Die obigen Lastanwendungsmechanismen sind konstant, wenn Sie die Packungstemperatur ändern. In einigen Fällen kann die Festigkeit zur Komprimierung der Testprobe so gering sein, dass die angelegte Kraft auf das Gewicht des oberen Referenzprobens beschränkt sein muss. In diesem Fall sollte den Fehlern besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden, die durch schlechten Kontakt verursacht werden können, für die sich die Temperatursensoren von jeder Störung des Wärmeflusses an den Grenzflächen befinden müssen.

5.5 Sicherheitsschale

5.5.1 Eine Packung, bestehend aus einer Testprobe und Referenzproben, muss in einer Schutzhülle mit einer ordnungsgemäßen kreisförmigen Symmetrie eingeschlossen sein. Die Sicherheitsschale kann metallisch oder keramisch sein, und sein innerer Radius sollte so sein, dass das Verhältnis von G ^ g a im Bereich von 2,0 bis 3,5 liegt. Die Sicherheitsschale muss mindestens einen Sicherheitsheizgerät enthalten, um das Temperaturprofil der Hülle einzustellen.

5.5.2 Die Sicherheitsschale muss so gestaltet und funktionieren, dass seine Oberflächentemperatur entweder isothermisch und ungefähr gleich der Durchschnittstemperatur der Testprobe ist oder ein ungefähres lineares Profil aufweist, das an den oberen und unteren Enden der koordiniert ist Sicherheitsschale mit den entsprechenden Positionen des Oder-Pakets. In jedem Fall sollten mindestens drei Temperatursensoren an einer Sicherheitsschale in vorkorrodinösen Punkten (siehe Abbildung 2) zum Messen des Temperaturprofils installiert werden.

5.6 Messgeräte.

5.6.1 Die Kombination des Temperatursensors und des zum Messen des Ausgangssignals des Sensors verwendeten Messinstruments muss ausreichend sein, um die Genauigkeit der Temperaturmessung ± 0,04 K und den absoluten Fehler weniger als ± 0,5% zu gewährleisten.

5.6.2 Messgeräte des DDA dieser Methode müssen die gewünschte Temperatur und Messung aller jeweiligen Ausgangsspannungen mit einer Genauigkeit der Genauigkeit der Genauigkeit der Temperaturmessgenauigkeit aufrechterhalten temperatursensoren..

6 Vorbereitung zum Testen

6.1 Anforderungen an Testproben

6.1.1 Die Testproben unter Ermittlern unter dieser Methode sind nicht auf die Süßigkeitsgeometrie beschränkt. Am meisten bevorzugt die Verwendung zylindrischer oder prismatischer Proben. Die Leitfähigkeitsbereiche der Testprobe und der Referenzproben sollten mit einer Genauigkeit von 1% iger gleich sein, und jeder Unterschied in dem Bereich sollte bei der Berechnung des Ergebnisses berücksichtigt werden. Bei einer zylindrischen Konfiguration sollten die Radien der Testproben- und Referenzproben mit einer Genauigkeit von ± 1% koordiniert werden. Und der Radius der Testprobe G a sollte so sein, dass R b FR A von 2,0 bis 3,5 beträgt. Jede untersuchte flache Oberfläche und die Referenzproben sollten flach mit einer Oberflächenrauheit sein, die nicht mehr als R A 32 gemäß GOST 2789 ist. Und Normal an jeder Oberfläche sollte parallel zur Achse der Probe mit einer Genauigkeit von bis zu ± 10 sein Mindest.

Wenden Sie N und E an - in einigen Fällen ist diese Anforderung nicht erforderlich. Beispielsweise können einige Geräte aus Referenzproben und Testproben mit hohen Werten\u003e bestehen. M und\u003e. s. Wenn Fehler wegen Wärmeverluste für lange Abschnitte unbedeutend sind. Solche Abschnitte können ausreichend Länge haben, erlauben

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es ist, die Temperatursensoren in einem ausreichenden Abstand von den Kontaktstellen zu sichern, wodurch die Gleichmäßigkeit des Wärmeflusses gewährleistet ist. Die Länge der Testprobe muss auf der Grundlage von Informationen über den Radius- und Wärmeleitfähigkeit ausgewählt werden. Wann). und höher als die Wärmeleitfähigkeit von Edelstahl, können lange Testproben mit einer Länge von 0G A verwendet werden. "1. Solche langen Testproben können lange Abstände zwischen Temperatursensoren verwenden, und dies verringert den aufgrund von Ungenauigkeiten in der Lage von der Sensor Wann). m unterhalb der Wärmeleitfähigkeit von Edelstahl muss die Länge der Testprobe reduziert werden, da der Messfehler aufgrund von Wärmeverlust zu groß wird.

6.1.2 Sofern nicht anderweitig im Regulierungsdokument oder technischer Dokumentation des Materials festgelegt. Verwenden Sie zum Testen eine Testprobe.

6.2 Geräte-Setup.

6.2.1 Kalibrier- und Ausrüstungskalibrierung erfolgt in den folgenden Fällen:

Nach Montage der Ausrüstung:

Wenn das Verhältnis von x m bis x s weniger als 0,3 beträgt. oder mehr als 3. und wählen Sie die Wärmeleitfähigkeitswerte nicht möglich;

Wenn die Form der Testprobe ein komplexer oder testprobe klein ist:

Wenn es Änderungen gab geometrische Parameter Messzelleninstrument;

Wenn entschieden wurde, die Materialien von Referenzproben oder Isolierungen außer den in den Abschnitten 6.3 und 6.4 gezeigten Materialien zu verwenden

Wenn das Gerät zuvor mit genug funktioniert hat hohe Temperaturenbei dem sich die Eigenschaften von Komponenten ändern können, wie z. Zum Beispiel die Empfindlichkeit des Thermoelements.

6.2.2 Die angegebenen Prüfungen sollten durch Vergleich von mindestens zwei Referenzmaterialien wie folgt durchgeführt werden:

Wählen Sie das Bezugsmaterial aus, dessen Wärmeleitfähigkeit der beabsichtigten Wärmeleitfähigkeit der Testprobe am nächsten ist:

Die Wärmeleitfähigkeit der X-Testprobe aus dem Bezugsmaterial aus dem Bezugsmaterial wird unter Verwendung von Referenzproben aus einem anderen Referenzmaterial gemessen, das X ist, der dem Wert der Testprobe am nächsten ist. Beispielsweise kann die Prüfung an der Satalprobe ausgeführt werden. Verwenden von Referenzproben aus Edelstahl. Wenn die gemessene Wärmeleitfähigkeit der Probe mit dem Wert von Tabelle 1 nach dem Anwenden der Wärmeaustauscherveränderung nicht übereinstimmt, ist es erforderlich, die Fehlerquellen zu ermitteln.

7 Tests.

7.1 Wählen Sie Referenzproben, so dass ihre Wärmeleitfähigkeit die gleiche Größenordnung ist, die für die Testprobe erwartet wird. Nachdem die erforderlichen Referenzproben mit Temperatursensoren und deren Anlagen in der Messzelle ausgestattet ist, ist die Testprobe mit ähnlichen Mitteln ausgestattet. Die Testprobe wird in das Gehäuse eingesetzt, so dass er zwischen den Referenzabtastwerten und in Kontakt mit den benachbarten Referenzabtastwerten mindestens 99% des Bereichs jeder Oberfläche angeordnet ist. Zur Verringerung der Oberflächenwiderstand kann eine weiche Folie oder ein anderes Kontaktmedium verwendet werden. Wenn die Messzelle während des Tests vor der Oxidation geschützt sein muss oder wenn die Messung einen bestimmten Gas- oder Gasdruck zur Steuerung von X / T erfordert, wird die Messzelle gefüllt und durch ein montiertes Druckgas gespült. Um das Paket zu laden, muss die Leistung angewendet werden, um die Auswirkungen des ungleichmäßigen Wärmewiderstands an der Grenze der Phasentrennung zu verringern.

7.2 Enthält die oberen und unteren Heizungen an beiden Enden der Verpackung und stellen bis dahin ein. Während der Temperaturdifferenz zwischen Punkten 2 und ZJ. Z3 und Z 4. Und auch Z S und 2 ^ sind nicht größer als der 200-fache Fehler des Temperatursensors, jedoch nicht mehr als 30 K. und die Testprobe erfolgt nicht mit der zur Messung erforderlichen Durchschnittstemperatur. Obwohl. dass das genaue Temperaturprofil entlang der Sicherheitsschale nicht für 3 erforderlich ist. Die Leistung der Sicherheitsheizgeräte wird an diese ENV eingestellt, solange das Temperaturprofil entlang der Schale T G)