Express method for determining thermal properties of materials using a two-layer “sample – standard” system

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

The article considers the determination of thermal properties of a sample of various materials based on the results of measuring the temperature of a reference body (standard). The existing method for determining the thermal properties of a sample in a system of three contacting bodies "standard – sample – standard" (in a three-layer system) includes complex calculation formulas and labor-intensive experimental techniques. Therefore, this method must be simplified. An express method for determining the thermal properties (thermal and thermal diffusivity) of materials using a two-layer "sample – standard" system is theoretically substantiated. For large Fourier numbers, the standard temperature depends on one input parameter, which is determined by the ratio of the dimensionless thermal conductivity to the dimensionless thermal diffusivity. If the above parameter is taken as an independent variable, the time dependence of the standard temperature at a selected point contains a straight-line section, which allows one to quickly find a good approximation for the coefficients included in the mathematical model of the thermal energy transfer process in a two-layer system. For this system, an exact solution of the heat exchange problem during heating by a constant heat flow is obtained and an algorithm for solving the inverse problem is constructed: determining the thermal and thermal diffusivity of the sample under study based on the results of measuring the temperature of the standard. The efficiency of the algorithm is shown using a specific example. The results of calculations with the found coefficients are consistent with experimental data in the entire range of variation of the Fourier number. The proposed method can be implemented in thermophysical instrumentation.

Авторлар туралы

V. Chugunov

Moscow Sity University

Email: chug1947@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-6777-0814

A. Lipaev

Ural State Mining University

Email: lipaevagni@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-1909-859X

N. Zemtsov

Ural State Mining University

Email: Nikolaj.zemtsov@yandex.ru
SPIN-код: 1782-1223

N. Ustyantseva

Ural State Mining University

Email: ystianseva@mail.ru
ORCID iD: 0009-0007-4195-3712

Әдебиет тізімі

  1. Филиппов Л. П. Измерение теплофизических свойств веществ методом периодического нагрева. Энергоатомиздат, Москва (1984).
  2. Кириченко Ю. А. Определение теплофизических коэффициентов методом температурных волн. Инженернофизический журнал, 4(5), 12–15 (1961).
  3. Зиновьев В. Е., Бочаров В. И., Мулюков Р. Р. и др. Прибор для автоматизированных измерений теплофизических характеристик горных пород в условиях, близких к естественным. Измерительная техника (1), 62–63 (1985).
  4. Липаев А. А. Теплофизические исследования в петрофизике. Издательство Казанского университета, Казань (1993).
  5. Липаев А. А., Хисамов Р. С., Чугунов В. А. Теплофизика горных пород нефтяных месторождений. Недра, Москва (2003).
  6. Чугунов В. А., Липаев А. А., Королев В. А. Оценка возможности применения одномерной по пространству математической модели теплопереноса в системе контактирующих тел для определения тепловых свойств материалов. Управление техносферой: сетевой журнал, 1(2), 209–245 (2018). URL: https://technosphere-ing.ru/ru/technosphere/issue/01r20/technosphere-t01-133-247/tom01-209-245 (дата обращения: 30.05.2025).
  7. Карслоу Г., Егер Д. Теплопроводность твёрдых тел : Пер. с англ. Наука, Москва (1964).
  8. Чугунов В. А., Липаев А. А. Исследование регулярного режима 3-го рода в системе контактирующих тел с источником тепла в ее центральной части с целью определения тепловых свойств материалов. Управление техносферой: сетевой журнал, 2(2), 208–233 (2019). URL: https://technosphere-ing.ru/ru/technosphere/issue/01r20/technospheret02-138-253/tom2-208-233 (дата обращения: 30.05.2025).
  9. Karagiannidis G. K., Lioumpas A. S. An improved approximation for the Gaussian Q-function. IEEE Communications Letters, 11(8), 644–646 (2007). https://doi.org/10.1109/LCOMM.2007.070470
  10. Тихонов А. Н., Арсенин В. Я. Методы решения некорректных задач. Наука: Главная редакция физико-математической литературы: изд. 2-е, Москва (1979).
  11. Липаев А. А., Чугунов В. А., Земцов Н. С., Устьянцева Н. В. Способ определения тепловых свойств материалов: пат. Ru 2754715 C1. Изобретения. Полезные модели. № 25 (2021).

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».