RU2417367C1 - Method and device to determine thermophysical properties of solid materials in field of centrifugal forces - Google Patents
Method and device to determine thermophysical properties of solid materials in field of centrifugal forces Download PDFInfo
- Publication number
- RU2417367C1 RU2417367C1 RU2009145656/28A RU2009145656A RU2417367C1 RU 2417367 C1 RU2417367 C1 RU 2417367C1 RU 2009145656/28 A RU2009145656/28 A RU 2009145656/28A RU 2009145656 A RU2009145656 A RU 2009145656A RU 2417367 C1 RU2417367 C1 RU 2417367C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- disk
- temperature
- electric heater
- sample
- vacuum
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области экспериментальной физики и испытательной техники, а именно к созданию способа и установки для измерения температурных характеристик твердых теплопроводных материалов в поле действия центробежных сил.The invention relates to the field of experimental physics and testing equipment, namely to the creation of a method and apparatus for measuring the temperature characteristics of solid heat-conducting materials in the field of centrifugal forces.
Изобретение может быть использовано для экспериментального определения тепловых характеристик твердых теплопроводных материалов, входящих в состав деталей и/или узлов, силонагруженных большими центробежными силами, например в двигателях, машинах и другом оборудовании.The invention can be used to experimentally determine the thermal characteristics of solid heat-conducting materials that are part of parts and / or assemblies, heavily loaded with large centrifugal forces, for example, in engines, machines and other equipment.
Известен способ определения теплофизических характеристик строительных материалов многослойных конструкций без нарушения их целостности (патент РФ №2140070, МПК G01N 25/18, опубл. 20.10.1999 г.)A known method for determining the thermophysical characteristics of building materials of multilayer structures without violating their integrity (RF patent No. 2140070, IPC G01N 25/18, publ. 10/20/1999)
Тепловое воздействие на поверхность исследуемого материала осуществляют дисковым нагревателем в условиях адиабатического режима и регистрируют зависимость температуры поверхности исследуемого материала от времени. При этом для определения коэффициентов температуропроводности наружных слоев конструкции регистрируют зависимость температуры от времени в четырех поверхностных точках, а для определения теплофизических характеристик внутренних слоев конструкции один из нагревателей отключают и регистрируют зависимость температуры поверхности от времени в двух из указанных точек. Для определения коэффициентов теплопроводности наружных и внутренних слоев конструкции экспериментальные зависимости температуры от времени для точек поверхности, имеющих более высокую температуру, аппроксимируют кусочно-ступенчатыми функциями с заданным шагом по времени, а искомые теплофизические характеристики определяют по соответствующим формулам.The thermal effect on the surface of the investigated material is carried out by a disk heater under the adiabatic conditions and the time dependence of the surface temperature of the studied material is recorded. Moreover, to determine the thermal diffusivity coefficients of the outer layers of the structure, the temperature versus time is recorded at four surface points, and to determine the thermophysical characteristics of the inner layers of the structure, one of the heaters is turned off and the surface temperature versus time is recorded at two of these points. To determine the thermal conductivity coefficients of the outer and inner layers of the structure, the experimental time dependences of temperature for surface points having a higher temperature are approximated by piecewise-step functions with a given time step, and the desired thermophysical characteristics are determined by the corresponding formulas.
Известна установка для исследования теплопроводности теплоизоляционных материалов (патент РФ №2289126, МПК G01N 25/32, опубл. 10.12.2006 г.).A known installation for studying the thermal conductivity of heat-insulating materials (RF patent No. 2289126, IPC G01N 25/32, publ. 10.12.2006).
Установка содержит источник тепла, средства для замера температуры на горячей и холодной стенках образца. Источник тепла связан с устройством регистрации развиваемой им мощности и размещен внутри осевого канала цилиндрического образца. На торцах образца установлены шайбы из теплоизоляционного материала с термическим сопротивлением не ниже термического сопротивления свода исследуемого цилиндрического образца.The installation contains a heat source, means for measuring the temperature on the hot and cold walls of the sample. The heat source is connected to a device for recording the power it develops and is located inside the axial channel of a cylindrical sample. Washers made of heat-insulating material with thermal resistance not lower than the thermal resistance of the arch of the test cylindrical sample are installed at the ends of the sample.
Известен способ и установка для измерений теплопроводности горных пород при высоких давлениях и температурах (Ветроградский В.А., Попов Ю.А., Миклашевский Д.Е. Метод и установка для измерений теплопроводности горных пород при высоких давлениях и температурах. Известия высших учебных заведений, серия «Геология и разведка», 2003 г., №5, с. 47-51).A known method and installation for measuring thermal conductivity of rocks at high pressures and temperatures (Vetrogradsky V.A., Popov Yu.A., Miklashevsky D.E. Method and installation for measuring thermal conductivity of rocks at high pressures and temperatures. News of higher educational institutions , series "Geology and exploration", 2003, No. 5, p. 47-51).
Установка содержит камеру высокого давления и температур, оборудованную системой термостатирования, затвор, силовую гайку и уплотнительные резиновые кольца, контейнер с исследуемым образцом и теплоэкранами, электронагреватель контейнера с термопарой, компрессор с нагнетательным патрубком, датчик давления, смонтированный на затворе камеры. Токовые и потенциальные отводы от образца и контейнера проходят через конусные уплотнения затвора.The installation contains a high-pressure and temperature chamber equipped with a temperature control system, a shutter, a power nut and rubber sealing rings, a container with a test sample and heat shields, a container electric heater with a thermocouple, a compressor with a discharge pipe, and a pressure sensor mounted on the chamber shutter. Current and potential taps from the sample and container pass through the tapered seal of the valve.
Способ включает одновременное воздействие на образец высоких давлений и температур линейным источником тепла постоянной мощности, от которого к исследуемой среде подводят теплоту. Мощность источника постоянна во времени и равномерно распределена по длине источника. Регистрируют изменение во времени температуры образца в области, непосредственно контактирующей с источником. Регистрируемую в ходе эксперимента некоторую кажущуюся теплопроводность определяют определенным соотношением и вычисляют теплопроводность при помощи аналого-цифрового преобразователя и компьютера.The method includes simultaneous exposure to a sample of high pressures and temperatures by a linear heat source of constant power, from which heat is supplied to the test medium. The power of the source is constant in time and evenly distributed along the length of the source. The change in time of the temperature of the sample in the area directly in contact with the source is recorded. The apparent thermal conductivity recorded during the experiment is determined by a certain ratio and the thermal conductivity is calculated using an analog-to-digital converter and a computer.
Известные способы и устройства позволяют производить определение температурных характеристик твердых материалов, в поле действия сил на сжатие при высоких давлениях.Known methods and devices allow the determination of the temperature characteristics of solid materials in the field of compression forces at high pressures.
Способов и устройств для определения температурных характеристик твердых теплопроводных материалов в поле действия центробежных сил не выявлено.Methods and devices for determining the temperature characteristics of solid heat-conducting materials in the field of action of centrifugal forces have not been identified.
В основу изобретения положена задача создания способа и устройства для измерения теплофизических характеристик твердых материалов в поле действия центробежных сил, реализуемых на установках роторных машин. Техническим результатом является повышение достоверности теплофизических характеристик, в частности температуропроводности и теплопроводности, твердых материалов при высокой окружной скорости вращения, например, лопаток и дисков турбин.The basis of the invention is the creation of a method and device for measuring the thermophysical characteristics of solid materials in the field of action of centrifugal forces, implemented on the installations of rotary machines. The technical result is to increase the reliability of thermophysical characteristics, in particular thermal diffusivity and thermal conductivity, solid materials at high peripheral speed of rotation, for example, turbine blades and disks.
Поставленная задача решается тем, что в способе определения теплофизических характеристик твердых материалов, теплоизолированный образец в виде проволоки или тонкого стержня из твердого материала с электронагревателем, размещенным на одном из его концов, устанавливают на диске, выполненном с возможностью высокоскоростного вращения, помещают диск в вакуумную камеру при начальной температуре, создают глубокий вакуум и нагружают, по меньшей мере, двумя циклами совокупного воздействия температуры и поля действия центробежной силы, при этом в каждом цикле задают собственную окружную скорость, при достижении окружной скорости заданного значения включают электронагреватель и регистрируют изменение температуры образца во времени, при достижении заданного верхнего значения температуры электронагреватель и устройство вращения отключают, а при достижении начальной температуры нагружают следующим циклом, по полученным данным рассчитывают экспериментальный коэффициент ci(υi) в видеThe problem is solved in that in the method for determining the thermophysical characteristics of solid materials, a thermally insulated sample in the form of a wire or a thin rod of solid material with an electric heater placed at one of its ends is mounted on a disk configured for high-speed rotation, the disk is placed in a vacuum chamber at the initial temperature, create a deep vacuum and load with at least two cycles of the combined effect of temperature and the action field of the centrifugal force, at the volume in each cycle sets its own peripheral speed, when the peripheral speed reaches the set value, the electric heater is turned on and the change in temperature of the sample in time is recorded, when the specified upper temperature is reached, the electric heater and the rotation device are turned off, and when the initial temperature is reached, the next cycle is loaded, according to the received data, experimental coefficient c i (υ i ) in the form
ci(υi)=Vmi(υi)/Vm0(υ0),c i (υ i ) = Vm i (υ i ) / Vm 0 (υ 0 ),
где Vmi(υi) и Vm0(υ0) - максимальные значения скорости нагрева при окружной скорости (υi) и в статическом состоянии (υ0), соответственно, и корректируют им теплофизические характеристики статического состояния материала, например, температуропроводность в поле действия центробежных сил определяют по формуле:where Vm i (υ i ) and Vm 0 (υ 0 ) are the maximum values of the heating rate at the peripheral speed (υ i ) and in the static state (υ 0 ), respectively, and they correct the thermal properties of the static state of the material, for example, thermal diffusivity the field of action of centrifugal forces is determined by the formula:
ai=a0ici(υi),a i = a 0i c i (υ i ),
где ai и а0 - температуропроводность материала при и без воздействия центробежных сил, соответственно.where a i and a 0 - thermal diffusivity of the material with and without the influence of centrifugal forces, respectively.
Целесообразно, чтобы диаметр образца составлял бы примерно 0, 5 мм.It is advisable that the diameter of the sample be approximately 0.5 mm.
Целесообразно также, чтобы глубина вакуума составляла бы примерно 0,03 атм.It is also advisable that the depth of the vacuum would be approximately 0.03 atm.
Кроме того, целесообразно, чтобы образец и электронагреватель были бы теплоизолированы от диска, а конец образца с электронагревателем располагают ближе к центру диска, чем другой.In addition, it is advisable that the sample and the electric heater be insulated from the disk, and the end of the sample with the electric heater is located closer to the center of the disk than the other.
Поставленная задача решается также тем, что установка для определения температурных характеристик твердых теплопроводных материалов в поле действия центробежных сил содержит электродвигатель, вакуумную разгонную камеру, связанную с вакуумным насосом, диск, который установлен на валу электродвигателя и помещен в разгонную камеру, электронагреватель, который закреплен на образце материала, установленного на диске, термопары, размещенные, по меньшей мере, на обоих концах образца, устройство регистрации температур, подключенное через токосъемник к термопарам и источнику питания, устройство управления частоты вращения диска, соединенное с электродвигателем, датчик частоты вращения, установленный до камеры на валу электродвигателя и подсоединенный к устройству управления.The problem is also solved by the fact that the installation for determining the temperature characteristics of solid heat-conducting materials in the field of action of centrifugal forces contains an electric motor, a vacuum booster chamber associated with a vacuum pump, a disk that is mounted on the motor shaft and placed in the booster chamber, an electric heater that is mounted on a sample of the material mounted on the disk, thermocouples placed at least at both ends of the sample, a temperature recording device connected through a stripper to thermocouples and a power source, a disk rotational speed control device connected to the electric motor, a rotational speed sensor mounted to the camera on the electric motor shaft and connected to the control device.
Целесообразно также, чтобы на диске были бы установлены дополнительные контрольные термопары по радиусу основных термопар, подключенные к устройству регистрации температур.It is also advisable that additional control thermocouples along the radius of the main thermocouples connected to the temperature recording device would be installed on the disk.
В дальнейшем изобретение поясняется описанием и фигурами, на которых фиг.1 отражает принципиальную схему устройства для измерения теплофизических характеристик твердых материалов в поле действия центробежных сил согласно изобретению;The invention is further illustrated by the description and figures, in which figure 1 reflects a schematic diagram of a device for measuring the thermophysical characteristics of solid materials in the field of action of centrifugal forces according to the invention;
фиг.2 - фронтальный вид по А поверхности диска устройства на фиг.1;figure 2 is a front view along A of the surface of the disk of the device of figure 1;
фиг.3 - кривые, иллюстрирующий изменение температуры и скорости нагрева Vmi(υi) твердого материала во времени для различных частот вращения;figure 3 - curves illustrating the change in temperature and heating rate Vm i (υ i ) of a solid material in time for different rotational speeds;
фиг.4 - кривая экспериментальных коэффициентов ci(υi), полученная по графику фиг.3, согласно изобретению.figure 4 - curve of the experimental coefficients c i (υ i ) obtained according to the graph of figure 3, according to the invention.
Способ осуществляют с помощью установки (фиг.1). Установка содержит электродвигатель 4, вакуумную разгонную камеру 11, связанную с вакуумным насосом 12, диск 6, установленный на валу 5 электродвигателя. На фронтальной поверхности диска 6 (фиг.2) закреплен исследуемый образец 13, на ближнем к валу конце которого размещен электронагреватель 1.The method is carried out using the installation (figure 1). The installation comprises an
Электродвигатель 4 выбран таким образом, что обеспечивает диску 6 высокоскоростные вращения, создающее образцу 13 соответствующее поле действия центробежных сил, таких как, например, в лопатках и дисках турбин авиационных двигателей и установок.The
Установка содержит (фиг.2) средства контроля температуры образца в виде термопар 3, размещенных на обоих концах образца.The installation contains (Fig.2) means for controlling the temperature of the sample in the form of
Установка может содержать дополнительные контрольные термопары, размещенные против образца на фронтальной поверхности диска 6 по радиусу основных термопар (центрально симметрично основным термопарам).The installation may contain additional control thermocouples placed against the sample on the front surface of the
Термопары 3 и 17 проводами 15, 16 и 18 (соответственно) подключены к устройству 2 регистрации температур через токосъемник 9, подсоединенный к источнику питания 10.
Установка содержит также датчик 8 частоты вращения, установленный на валу 5. Датчик 8 целесообразно устанавливать до камеры 11.The installation also contains a speed sensor 8 mounted on the
Кроме того, установка содержит устройство 7 управления частоты вращения диска, вход которого соединен с электродвигателем 4, а выход - с датчиком 8.In addition, the installation includes a device 7 for controlling the rotational speed of the disk, the input of which is connected to the
В качестве источника питания 10 целесообразно использовать стабилизированный источник постоянного тока. В качестве устройства 2 регистрации температур используют компьютерную систему.As a
Способ согласно изобретению, осуществляют на установке следующим образом.The method according to the invention is carried out on the installation as follows.
Изготавливают образец 13 из исследуемого материала в виде тонкого стержня или проволоки определенного диаметра и длины и располагают на диске 6.A
При этом вокруг одного его конца наматывают теплоизолированные витки электронагревателя 1 и подсоединяют с обоих концов две основные термопары 3, причем одна из них подсоединена к образцу 13 перед электронагревателем 1. Образец 13 с термопарами 3 и электронагревателем 1 проводами 15, 16 теплоизолируют и размещают на диске.In this case, heat-insulated turns of
Конец образца 13 с электронагревателем 1 располагают ближе к центру вращения диска 6, чем другой конец.The end of the
Целесообразно расположить образец 13 под углом, например, 45° по отношению к касательной к дуге окружности 19.It is advisable to position the
Диск 6 устанавливают в вакуумной разгонной камере 11 и присоединяют к валу 5 электродвигателя 4. Через отверстия (не показаны) вала прокладывают провода 15, 16 и 18 от термопар 3, электронагревателя 1 и дополнительных термопар 17 и подсоединяют их к токосъемнику 9. От токосъемника 9 провода 15 и 17 (от термопар 3 и дополнительных термопар 17) подключают к устройству 2 регистрации температур, а провода 16 (от электронагревателя 1) - к источнику питания 10. Датчик 8 частоты вращения устанавливают на валу 5 электропривода 4 и подключают к устройству 7 управления частотой вращения, соединенного с электродвигателем 4. К вакуумной разгонной камере 11 подсоединяют вакуумный насос 12.The
Затем осуществляют определение теплофизических характеристик, согласно изобретению, циклически следующим образом.Then carry out the determination of thermophysical characteristics, according to the invention, cyclically as follows.
Вакуумным насосом 12 создают глубокий вакуум и регистрируют термопарами 3 начальную температуру образца.Vacuum pump 12 create a deep vacuum and record the initial temperature of the sample with
Задают частоту вращения вала 5 устройством 7 и приводят диск 6 во вращение с помощью электродвигателя 4. Датчиком 8 контролируют частоту вращения. При достижении заданной частоты вращения включают источник 10 для электропитания электронагревателя 4 и этим нагружают образец совокупным воздействием температуры и поля действия центробежной силы с заданной окружной скоростью. Образец 13 нагревают до определенного верхнего значения температуры и при этом регистрируют устройством 2 изменение температуры во времени.The rotational speed of the
При достижении указанной температуры электронагреватель 1 отключают, диск 6 останавливают.When the specified temperature is reached, the
При достижении образцом начальной температуры задают другую частоту вращения вала 5 и нагружают образец следующим циклом совокупного воздействием температуры и поля действия центробежной силы.When the sample reaches the initial temperature, a different rotational speed of the
По полученным данным рассчитывают экспериментальный коэффициент ci(υi) в виде ci(υi)=Vmi(υi)/Vm0(υ0),According to the data obtained, the experimental coefficient c i (υ i ) is calculated in the form c i (υ i ) = Vm i (υ i ) / Vm 0 (υ 0 ),
где Vmi(υi) и Vm0(υ0) - максимальные значения скорости нагрева при окружной скорости (υi) и в статическом состоянии (υ0), соответственно, и корректируют им теплофизические характеристики статического состояния материала, например, температуропроводность в поле действия центробежных сил определяют по формуле:where Vm i (υ i ) and Vm 0 (υ 0 ) are the maximum values of the heating rate at the peripheral speed (υ i ) and in the static state (υ 0 ), respectively, and they correct the thermal properties of the static state of the material, for example, thermal diffusivity the field of action of centrifugal forces is determined by the formula:
ai=a0ici(υi),a i = a 0i c i (υ i ),
где ai и а0 - температуропроводность материала при и без воздействия центробежных сил, соответственно.where a i and a 0 - thermal diffusivity of the material with and without the influence of centrifugal forces, respectively.
Теплопроводность может быть определена по формуле: кi=к0сi(υi), где кi и к0 - теплопроводность материала при и без воздействия центробежных сил, соответственно.Thermal conductivity can be determined by the formula: k i = k 0 s i (υ i ), where k i and k 0 are the thermal conductivity of the material with and without centrifugal forces, respectively.
С помощью устройства по способу согласно изобретению, проведены экспериментальные исследования образца из твердого теплопроводного материала в поле действия центробежных сил на заданных частотах вращения от 2500 об/мин до 5000 об/мин.Using the device according to the method according to the invention, experimental studies of a sample of solid heat-conducting material in the field of action of centrifugal forces at specified rotational speeds from 2500 rpm to 5000 rpm were carried out.
В устройстве в качестве термопар 3 и 17 использованы хромель-алюмелевые термопары диаметром 0,3 мм, для проводов 15, 16 и 18 использованы копелевые провода 0,5 мм, диск 6 выполнен из жаропрочного никелевого сплава, токосъемник 9 выполнен как ртутный токосъемник РТО-32М. Устройство 2 регистрации температур выполнено как компьютерная система.In the device, chromel-alumel thermocouples with a diameter of 0.3 mm were used as
При осуществлении способа в вакуумной разгонной камере давление остаточного воздуха составляло 0,03 атм, начальная температура примерно 24°C. На электронагреватель 1 подавали постоянный ток от стабилизированного источника питания 10 с постоянной мощностью 24 Вт.When implementing the method in a vacuum booster chamber, the pressure of the residual air was 0.03 atm, the initial temperature was about 24 ° C. The
Эксперименты проводили способом согласно изобретению, в статическом состоянии диска (без воздействия центробежных сил) при υ0=0 и на частотах вращения 2500 и 5000 об/мин, которым соответствуют окружные скорости υ1=25 м/с и υ2=50 м/с. Полученные данные представлены на фиг.3-4.The experiments were carried out by the method according to the invention, in a static state of the disk (without the action of centrifugal forces) at υ 0 = 0 and at rotation frequencies of 2500 and 5000 rpm, which correspond to peripheral speeds υ 1 = 25 m / s and υ 2 = 50 m / from. The data obtained are presented in figure 3-4.
Кривые 1-3 фиг.3 показывают изменение температуры и скорости нагрева при частоте вращения: 1 - 0 об/мин, 2 - 2500 об/мин, 3 - 5000 об/мин.Curves 1-3 of Fig. 3 show the change in temperature and heating rate at a rotational speed: 1 - 0 rpm, 2 - 2500 rpm, 3 - 5000 rpm.
Указанные кривые на фиг.3 имеют максимальные значения в точках Vm,0=0,026, Vm,1=0,063 и Vm,2=0,077°С/с, соответственно.These curves in figure 3 have maximum values at points Vm , 0 = 0.026, Vm , 1 = 0.063 and Vm , 2 = 0.077 ° C / s, respectively.
Определенная по формуле ci(υi)=Vm,i(υi)/Vm,0 кривая коэффициентов ci(υi), полученная по графику фиг.3, согласно изобретению, представлена на фиг.4.Defined by the formula c i (υ i ) = Vm , i (υ i ) / Vm , 0 , the coefficient curve c i (υ i ) obtained according to the graph of Fig. 3, according to the invention, is presented in Fig. 4.
Температуропроводность материала в поле действия центробежных сил, определенная по формуле ai=a0ici(υi), составляет: в стационарном состоянии - а0=5,3·10-6 м2/с, при скорости вращения 25 м2/с - a1=а0·ci=5,3·10-6·2,41=12,8·10-6 м2/с, при скорости вращения 50 м/с2 - а2=а0·c2=5,3·10-6·2,87=15,1·10-6.The thermal diffusivity of the material in the field of action of centrifugal forces, determined by the formula a i = a 0i c i (υ i ), is: in a stationary state - a 0 = 5.3 · 10 -6 m 2 / s, at a rotation speed of 25 m 2 / s - a 1 = a 0 · c i = 5.3 · 10 -6 · 2.41 = 12.8 · 10 -6 m 2 / s, at a rotation speed of 50 m / s 2 - a 2 = a 0 C 2 = 5.3 · 10 -6 · 2.87 = 15.1 · 10 -6 .
Теплопроводность при к0=5,3·10-6 Вт/(м·К) соответственно составит к1=24·2.42=58 Вт/(м·К), к2=24·2,96=71 Вт/(м·К) соответственно.The thermal conductivity at k 0 = 5.3 · 10 -6 W / (m · K) will accordingly be k 1 = 24 · 2.42 = 58 W / (m · K), k 2 = 24 · 2.96 = 71 W / ( m · K), respectively.
Анализ кривых (фиг.3) показывает, что центробежные силы значительно влияют на температуропроводность и, следовательно, теплопроводность материала. Поэтому применение предложенного способа и устройства повышает достоверность теплофизических характеристик материалов деталей, работающих в условиях эксплуатации с высокой окружной скоростью.Analysis of the curves (figure 3) shows that centrifugal forces significantly affect the thermal diffusivity and, therefore, the thermal conductivity of the material. Therefore, the application of the proposed method and device increases the reliability of the thermophysical characteristics of the materials of parts operating in operating conditions at a high peripheral speed.
Предложенные способ и устройство могут быть использованы в авиадвигателестроении, энергетике и других отраслях машиностроения, имеющих роторные детали (диски, лопатки, покрытия и др.), работающие в поле высокоскоростных центробежных сил.The proposed method and device can be used in aircraft engine manufacturing, energy and other engineering industries having rotor parts (discs, blades, coatings, etc.) operating in the field of high-speed centrifugal forces.
Claims (6)
ci(υi)=Vmi(υi)/Vm0(υ0),
где Vmi(υi) и Vm0(υ0) - максимальные значения скорости нагрева при окружной скорости (υi) и в статическом состоянии (υ0) соответственно, и корректируют им теплофизические характеристики статического состояния материала, например, температуропроводность в поле действия центробежных сил определяют по формуле:
ai=a0ici(υi),
где ai и а0 - температуропроводность материала при и без воздействия центробежных сил соответственно.1. The method of determining the thermophysical characteristics of solid materials in the field of centrifugal forces, in which a thermally insulated sample in the form of a wire or a thin rod of solid material with an electric heater placed at one of its ends is mounted on a disk configured for high-speed rotation, the disk is placed in a vacuum chamber at an initial temperature, create a deep vacuum and load with at least two cycles of the combined effect of temperature and centrifugal force in this case, each cycle sets its own peripheral speed, when the peripheral speed reaches the set value, the electric heater is turned on and the change in temperature of the sample over time is recorded, when the specified upper temperature is reached, the electric heater and the rotation device are turned off, and when the initial temperature is reached, the next cycle is loaded, according to the obtained data calculate the experimental coefficient c i (υ i ) in the form
c i (υ i ) = Vm i (υ i ) / Vm 0 (υ 0 ),
where Vm i (υ i ) and Vm 0 (υ 0 ) are the maximum values of the heating rate at the peripheral speed (υ i ) and in the static state (υ 0 ), respectively, and they correct the thermal properties of the static state of the material, for example, thermal diffusivity in the field the action of centrifugal forces is determined by the formula:
a i = a 0i c i (υ i ),
where a i and a 0 - thermal diffusivity of the material with and without the influence of centrifugal forces, respectively.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009145656/28A RU2417367C1 (en) | 2009-12-10 | 2009-12-10 | Method and device to determine thermophysical properties of solid materials in field of centrifugal forces |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009145656/28A RU2417367C1 (en) | 2009-12-10 | 2009-12-10 | Method and device to determine thermophysical properties of solid materials in field of centrifugal forces |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2417367C1 true RU2417367C1 (en) | 2011-04-27 |
Family
ID=44731638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009145656/28A RU2417367C1 (en) | 2009-12-10 | 2009-12-10 | Method and device to determine thermophysical properties of solid materials in field of centrifugal forces |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2417367C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2533338C2 (en) * | 2013-01-25 | 2014-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского" | Method for heating and temperature determination of specimens |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1117512A1 (en) * | 1983-06-29 | 1984-10-07 | Тамбовский институт химического машиностроения | Method of determination of thermal physical characteristics of hard materials |
| RU2018117C1 (en) * | 1991-05-06 | 1994-08-15 | Тамбовский институт химического машиностроения | Method of complex determining of thermophysical properties of materials |
| RU2140070C1 (en) * | 1998-02-26 | 1999-10-20 | Научно-информационный центр проблем интеллектуальной собственности | Process determining thermal and physical characteristics of construction materials in multilayer structures without breakdown of their integrity |
| RU2289126C1 (en) * | 2005-04-18 | 2006-12-10 | Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского Министерство Обороны РФ | Device for researching heat conductivity of thermo-isolating materials |
-
2009
- 2009-12-10 RU RU2009145656/28A patent/RU2417367C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1117512A1 (en) * | 1983-06-29 | 1984-10-07 | Тамбовский институт химического машиностроения | Method of determination of thermal physical characteristics of hard materials |
| RU2018117C1 (en) * | 1991-05-06 | 1994-08-15 | Тамбовский институт химического машиностроения | Method of complex determining of thermophysical properties of materials |
| RU2140070C1 (en) * | 1998-02-26 | 1999-10-20 | Научно-информационный центр проблем интеллектуальной собственности | Process determining thermal and physical characteristics of construction materials in multilayer structures without breakdown of their integrity |
| RU2289126C1 (en) * | 2005-04-18 | 2006-12-10 | Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского Министерство Обороны РФ | Device for researching heat conductivity of thermo-isolating materials |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ВЕТРОГРАДСКИЙ В.А., ПОПОВ Ю.А., МИКЛАШЕВСКИЙ Д.Е. Метод и установка для измерений теплопроводности горных пород при высоких давлениях и температурах. Известия высших учебных заведений, серия «Геология и разведка», 2003, №5, с.47-51. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2533338C2 (en) * | 2013-01-25 | 2014-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского" | Method for heating and temperature determination of specimens |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8419270B2 (en) | Systems and methods for producing thermal mechanical fatigue on gas turbine rotors in a spin test environment | |
| Sun et al. | Effect of thermal lag on glass transition temperature of polymers measured by DMA | |
| CN110243483A (en) | A kind of hot rotatory test temperature measuring equipment of engine rotor part and temp measuring method | |
| CN105758460A (en) | Thermal bending deformation and vibration test bench for disk rod fastening rotor | |
| JP7164981B2 (en) | Vacuum pump | |
| RU2417367C1 (en) | Method and device to determine thermophysical properties of solid materials in field of centrifugal forces | |
| Almeida et al. | Experimental analysis of dynamic interaction between a centrifugal compressor and its casing | |
| CN220716233U (en) | A temperature calibration device for in-situ heating of centrifuge under high speed and high temperature | |
| Cho et al. | Effect of ingress on turbine discs | |
| CN105867464B (en) | A kind of fluctuating acceleration environmental test hot loading device and hot loading method | |
| Liu et al. | High rotation number effect on heat transfer in a triangular channel with 45 deg, inverted 45 deg, and 90 deg ribs | |
| Pernak et al. | Flow and heat transfer in rotating compressor cavities with inverted shroud-throughflow temperature differences | |
| Pernigotto et al. | Characterization of the dynamic thermal properties of the opaque elements through experimental and numerical tests | |
| CN105080630B (en) | The constant temperature system and its experimental method of core holding unit | |
| Valigi et al. | A new telemetry system for measuring the rotating ring's temperature in a tribological test rig for mechanical face seals | |
| CN102778308B (en) | A traceable dynamic gas temperature signal generator | |
| Raben et al. | Operating performance and wear investigations of brush seals for steam turbine applications | |
| Eisakhani et al. | Natural convection heat transfer modelling of shape memory alloy wire | |
| CN203053725U (en) | Detection system of silicone oil fan | |
| CN110940438A (en) | Multi-heat source heat production test device in centrifugal chamber of hypergravity centrifuge | |
| Pernak et al. | Flow and Heat Transfer in Rotating Compressor Cavities With Inverted Shroud-Throughflow Temperature Differences | |
| RU2758930C1 (en) | Installation for determining coefficients of external friction of rest and sliding of toxic materials at elevated temperatures | |
| CN113358386A (en) | Variable temperature field loading and detecting system for rotary machine | |
| WO2018177352A1 (en) | Air heating type heating colour testing machine and method | |
| CN1847815B (en) | Method for detecting rotating mechanical piece heat-caused unbalance and apparatus for implementing the method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201211 |