• Задать вопрос менеджеру

Twitter новости

Обучение письменному иноязычному общению на основе ИКТ http://t.co/IK2NAjncrk

Online-опрос

Антиплагиат онлайнДипломант
Яндекс.Метрика

Способ неразрушающего определения теплофизических свойств твердых материалов

Предмет:Технология
Тип:Курсовая
Объем, листов:53
Word
Получить полную версию работы
Релевантные слова:методов, теплофизических, теплопроводности, материалов, измерения, образца, свойств, определения, методы, тфс, теплового, температуры, тепловых, тепловые, теплоемкости
Процент оригинальности:
96 %
Цена:600 руб.
Содержание:

1. Введение.

2. Описание объекта промышленной собственности .

2. 1. Основы классификации теплофизических измерений.

2. 2 Классификация методов измерения теплофизических свойств.

2. 3. Организация эксперимента при измерении теплофизических свойств .

2. 4. Классификация методов и приборов для измерения теплофизических свойств .

2. 5. Импульсные методы определения теплофизических свойств материалов .

3. Определение классификационных индексов по Международной патентной классификации .

4. Регламент патентного поиска.

5. Научная и техническая литература по теме.

6. Источники патентной документации, выбранные в качестве аналогов и прототипов объекта промышленной собственности .

7. Оценка стоимости объекта интеллектуальной собственности.

8. Выводы.

Список использованных источников.

Приложения.

Вступление:

Совершенствование известных и создание новых эффективных методов и средств контроля востребованы и являются актуальными в связи со сложностью и большим объемом экспериментальных исследований по определению качества, долговечности и надежности как традиционных, так и вновь синтезированных материалов конструкционного, электро- и теплоизоляционного назначения. Тепловые методы неразрушающего контроля (НК) и диагностики позволяют определять качество исследуемых материалов и готовых изделий из них по теплофизическим свойствам (ТФС), к числу которых относятся коэффициенты теплоемкости, тепло- и температуропроводности, тепловой активности.

В случае НК активными тепловыми методами искомые ТФС проявляются через температурный отклик исследуемого образца на тепловое воздействие, которому подвергается образец (или изделие) в специально организованном эксперименте [1].

Известно, что теплофизические измерения отличаются сложностью проведения эксперимента и трудоемкостью обработки полученных данных.

В настоящее время для обработки данных эксперимента при НК ТФС материалов и изделий тепловыми методами в основном применяются следующие подходы. Во-первых, предполагается получение и использование эмпирических зависимостей на основе проведения большого числа экспериментов в достаточно узком диапазоне контролируемых свойств и материалов. Простота математического обеспечения измерительных систем является достоинством данного подхода. Появляется возможность их реализации дешевыми техническими средствами. Существенный недостаток – достаточную точность можно обеспечить лишь для узкого класса материалов. Во-вторых, предполагается использование аналитических моделей, получаемых решением классических задач теплопроводности. Достоинством таких методов является достаточно высокая точность в широком диапазоне исследуемых свойств. Однако, несмотря на относительно точное и, вместе с тем, громоздкое математическое описание динамики тепловой системы, оно все равно не может учесть всех индивидуальных особенностей конкретных процессов измерения. Более того, сопоставление расчетных и экспериментальных термограмм показывает невозможность их точного совпадения на всем временном интервале. Эти обстоятельства не позволяют гарантировать для методов второго подхода отсутствия значительных погрешностей во всем диапазоне измерения. [1]

Реализация тепловых методов неразрушающего контроля ТФС усложняется еще и тем, что тепловое воздействие и получение измерительной информации в ходе эксперимента возможно осуществлять только на ограниченном участке поверхности исследуемого объекта. Поэтому наиболее сложной и важной задачей при создании новых методов неразрушающего контроля ТФС является разработка физико-математических моделей, адекватно описывающих тепловые процессы в объектах контроля.

Анализ процессов измерения, их моделей и источников погрешностей показывает, что в пределах временного интервала измерения в тепловой системе могут происходить существенные изменения, которые не позволяют описывать весь процесс измерения одной аналитической моделью с неизменными ограничениями и условиями. Неучет данного обстоятельства ведет к существенному увеличению погрешностей при определении ТФС неразрушающими методами.

Основные источники погрешностей для измерительных средств, использующих тепловые методы, следующие: не соблюдается условие соответствия тепловой системы одной из классических моделей теплопереноса, например, модели полупространства; нарушается допущение относительно постоянства плотности теплового потока от нагревателя; не выполняются условия о направлении теплового потока вследствие конечных размеров нагревателя; не соблюдается предположение об адекватности аналитической модели процессу теплопереноса.

В основе многомодельных методов лежат следующие предположения. На термограмме имеются участки (рабочие), для которых обеспечивается высокая точность совпадения с результатами вычислительных экспериментов по аналитическим моделям. Причем этим участкам соответствуют тепловые режимы опыта, вышедшие на стадию регуляризации.

Участки экспериментальных термограмм, хорошо совпадающие с рассчитанными по аналитическим моделям, имеют место для широкого класса твердых материалов (электро- и теплоизоляционных, полимерных и др. ).

Для рабочих участков существуют удобные вычислительные соотношения, позволяющие однозначно определить значения теплофизических свойств в зависимости от параметров аналитической функции, соответствующей термограмме на данном временном интервале. Расчетные уравнения, описывающие термограмму на рабочих участках, следует искать на основе анализа решений соответствующих краевых задач.

Заключение:

В результате проведённого патентного поиска были найдены способы определения теплофизических свойств материалов, схожие с объектом патентного исследования по своим характеристикам.

Объектом промышленной собственности выбран Патент № 2161301 RU, G 01 N 25/18. Способ неразрушающего определения теплофизических свойств твердых материалов / Жуков Н. П. , Майникова Н. Ф. , Муромцев Ю. Л. , Рогов И. В. Балашов А. А. . №99104568/28, Заявлено 03. 03. 1999. Опубликовано 27. 12. 2000

Техническая задача предлагаемого изобретения состоит в повышении быстродействия и точности определения искомых теплофизических свойств.

Это достигается тем, что в способе неразрушающего определения теплофизических свойств материалов на теплоизолированную поверхность объекта испытания воздействуют по линии тепловыми импульсами постоянной мощности и периодом следования, предварительно перед тепловым воздействием измеряют разность температур между двумя точками поверхности объекта испытания, разноотстоящих от линии действия источника на расстояниях r1 и r2, r2 > r1, до тех пор, пока эта разность температур не станет меньше наперед заданной величины, при этом вторая точка находится на расстоянии от линии действия источника r2 не большем, чем толщина объекта испытания

Предлагаемый способ позволяет снизить систематическую погрешность измерения теплофизических свойств материалов за счет контроля за ходом термостатирования по разности температур между двумя точками поверхности исследуемого образца (изделия). Так как разность температур между двумя точками поверхности образца фиксируется в течение всего времени испытания, снижается влияние систематической погрешности, связанной с тем, что не все время испытания образец можно считать полуограниченным. Контроль за величиной параметра b1 в процессе испытания позволяет снизить время эксперимента. Так как в предлагаемом способе используются не отдельные точки термограммы, а ее участок, то уменьшается случайная составляющая погрешности определения теплофизических свойств исследуемого материала. В случае исследования теплофизических свойств дисперсных материалов согласно предлагаемому способу определяются их среднеинтегральные значения, что также повышает точность определения теплофизических свойств

Экономическая польза (прибыль) от установки соответствующего данному способу составила 16128 рублей.

Список литературы:

1. Многомодельные методы в микропроцессорных системах неразрушающего контроля теплофизических характеристик материалов / Мищенко С. В. Муромцев Ю. Л. Жуков Н. П. Майникова Н. Ф. Рогов И. В. – Тамбов: ТГТУ, 2001. 112 с.

2. Потапов А. И. Состояние неразрушающих методов контроля качества композиционных материалов за рубежом / А. И. Потапов, Г. С. Морокина // Приборы и методы контроля качества. Л. : Северозапад. политехн. ин-т, 1989. С. 6 – 11.

3. Перепечко И. И. Акустические методы исследования полимеров / И. И. Перепечко. М. : Химия, 1973. 296 с.

4. Волохов Г. М. Некоторые методы и приборы для исследования теплофизических характеристик / Г. М. Волохов, А. Г. Шашков, Ю. Е. Фрайман // Инженерно-физический журнал. 1967. Т. 13, № 15. С. 663 – 669.

5. Варганов И. С. Современное состояние и основные проблемы тепловых методов неразрушающего контроля / И. С. Варганов, Г. Т. Лебедев,В. В. Конков// Промышленная теплотехника. 1983. Т. 5, № 3. С. 80 – 93.

6. Волькенштейн В. С. Скоростной метод определения теплофизических характеристик материала / В. С. Волькенштейн. М. : Энергия, 1971. 145 с.

7. Карслоу Г. Теплопроводность твердых тел /Г. Карслоу, Д. Егер. М. : Наука, 1964. 487 с.

8. Кондратьев Г. М. Регулярный тепловой режим / Г. М. Кондратьев. М. : Гостехиздат, 1954. 408 с.

9. Кондратьев Г. М. Тепловые измерения / Г. М. Кондратьев. М. – Л. : Машгиз, 1956. 253 с.

10. Лыков А. В. Теория теплопроводности / А. В. Лыков. М. : Высш. шк. , 1967. 599 с.

11. Коротков П. А. Динамические контактные измерения тепловых величин/ П. А. Коротков, Г. Е. Лондон. Л. : Машиностроение, 1974. 222 с.

12. Кулаков М. В. Измерение температуры поверхности твердых тел / М. В. Кулаков, Б. И. Макаров. М. : Энергия, 1979. 96 с.

13. Шлыков Ю. П. Контактный теплообмен/Ю. П. Шлыков, Е. А. Гарин. М. – Л. : Энергия, 1963. 144 с.

14. Ярышев Н. А. Теоретические основы измерения нестационарных температур/ Н. А. Ярышев. Л. : Энергия, 1967. 298 с.

15. Шашков А. Г. Методы определения теплопроводности и температуропроводности/ А. Г. Шашков, Г. М. Волохов, Т. Н. Абраменко, В. П. Козлов. Л. : Энергия, 1973. 242 с.

16. Теплофизические измерения: Справочное пособие по методам расчета полей, характеристик тепломассопереноса и автоматизации измерений / В. В. Власов, Ю. С. Шаталов, Е. Н. Зотов, А. С. Лабовская, С. В. Мищенко, А. К. Паньков, С. В. Пономарев, Н. П. Пучков, В. Г. Серегина, А. А. Чуриков. Тамбов: Изд-во ВНИИРТМАШ, 1975. 256 с.

17. Автоматические устройства для определения теплофизических характеристик материалов / В. В. Власов, М. В. Кулаков, А. И. Фесенко, С. В. Груздев. М. : Машиностроение, 1977. 192 с.

18. Серых Г. М. Прибор для комплексного определения теплофизических характеристик материалов / Г. М. Серых, Б. П. Колесников, В. Г. Сысоев // Промышленная теплотехника. 1981. Т. 3, №1. С 85 – 91.

19. Платунов Е. С. Теплофизические измерения в монотонном режиме / Е. С. Платунов. Л. : Энергия, 1973. 144 с.

20. Платунов Е. С. Средства измерения теплопроводности и теплоемкости в области средних, низких и криогенных температур / Е. С. Платунов // Инженерно-физический журнал. 1987. Т. 53, № 6. С. 987 – 994.

21. Теплофизические измерения и приборы / Е. С. Платунов, С. Е. Буравой, В. В. Курепин, Г. С. Петров; Под общ. ред. Е. С. Платунова. Л. : Машиностроение, 1986. 256 с.

22. Козлов В. П. Методы неразрушающего контроля при исследовании теплофизических характеристик твердых материалов / В. П. Козлов, А. В. Станкевич // Инженерно-физический журнал. 1984. Т. 47, № 2. С. 250 – 255.

23. Гаврильев Р. И. Метод определения теплофизических свойств горного массива без нарушения естественной структуры / Р. И. Гаврильев, И. Д. Никифоров// Инженерно-физический журнал. 1983. Т. 45, № 1. С. 85 – 91.

24. Олейник Б. Н. Исследования в области тепловых измерений / Б. Н. Олейник. М. : Наука, 1974. 142 с.

25. Курепин В. В. Принципы построения рядов промышленных теплофизических приборов / В. В. Курепин // Промышленная теплотехника. 1981. Т. 3, № 1. С. 3 – 10.

26. Курепин В. В. Приборы для теплофизических измерений с прямым отсчётом / В. В. Курепин, В. М. Козин, Ю. В. Левочкин // Промышленная теплотехника. 1982. Т. 4, №3. С. 91 – 97.

27. Буравой С. Е. Унифицированный ряд приборов для теплофизических измерений / С. Е. Буравой, В. В. Курепин, Г. С. Петров // Инженерно-физический журнал. 1980. Т. 38, №3. С. 89 – 92.

28. Белов Е. А. Определение теплопроводности и температуропроводности твёрдых тел односторонним зондированием поверхности / Е. А. Белов, В. В. Курепин, Н. В. Нименский // Инженерно-физический журнал. 1985. Т. 49, №3. С. 463 – 465.

29. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справ. : В 2 кн. / Под ред. В. В. Клюева. 2-е изд. М. : Машиностроение, 1986.

30. Алифанов О. М. Обратные задачи теплообмена / О. М. Алифанов. М. : Машиностроение, 1988. 280 с.

31. Метод комплексного определения теплофизических характеристик и алгоритм обработки экспериментальных данных на ЭВМ / Н. А. Гамаюнов, Р. А. Испирян, А. П. Калабин, А. А. Шейнман // Инженерно-физический журнал. 1988. Т. 55, № 2. С. 265 – 270.

32. Теоретические и практические основы теплофизических измерений /С. В. Пономарёв, С. В. Мищенко, А. Г. Дивин, В. А. Вертоградский, А. А. Чуриков/ ФИЗМАТЛИТ 2008

Бесплатные работы:

Готовые работы:

Рекомендованные документы: