Экспресс-метод определения тепловых свойств материалов с использованием двухслойной системы «образец – эталон»

Рассмотрено определение тепловых свойств образцов различных материалов по результатам измерений температуры эталонного тела (эталона). Существующий метод определения тепловых свойств образца в системе трёх контактирующих тел «эталон – образец – эталон» (в трёхслойной системе) включает сложные расчётные формулы и трудоёмкие методики выполнения эксперимента. Поэтому данный метод необходимо упростить. Теоретически обоснован экспресс-метод определения тепловых свойств (теплои температуропроводности) материалов с использованием двухслойной системы «образец – эталон». При больших числах Фурье температура эталона зависит от одного входного параметра, который определяется отношением безразмерной теплопроводности к безразмерной температуропроводности. Если в качестве независимой переменной принять указанный выше параметр, то временна́я зависимость температуры эталона в выбранной точке содержит прямолинейный участок, который позволяет оперативно найти хорошее приближение для коэффициентов, входящих в математическую модель процесса переноса тепловой энергии в двухслойной системе. Для данной системы получено точное решение задачи теплообмена при нагреве постоянным тепловым потоком и построен алгоритм решения обратной задачи: определения теплои температуропроводности исследуемого образца по результатам измерений температуры эталона. Эффективность алгоритма показана на конкретном примере. Результаты расчётов с найденными коэффициентами согласуются с экспериментальными данными во всём диапазоне изменения числа Фурье. Предложенный метод может быть реализован в теплофизическом приборостроении.

система контактирующих тел, постоянный тепловой поток, температура, теплопроводность, температуропроводность, эталон, обратная задача