Введение к работе
Актуальность теми. Изучение переносных свойств различных сред имеет больное практическое значение. Диооертационная работа поовящена дальнейшей разработке одного из перспективних методов измерений теплофизичеоких характеристик (теплопроводности', температуропроводности и тепловой активности) - метода кратковременных измерений в стадии иррегулярного теплового режима.
Важной причиной, осложнявшей идентификацию эксперментальных данных и оравнение результатов, получаемых разними авторами, является наличие в исследуемой среде радиационного механизма переноса тепла', наряду с теплопроводность!). Вмеоте о тем, литература,' посвященная теоретическому обосновании метода, рассматривает, в основном, кондуктивный перенос тепла.
Аналитическое решение задачи сложного, радиационно-кондук-тквного теплообмена в условиях эксперимента позволяет виявить закон заэиокмооти радиационного вклада от параметров опита и ио-оледуемой среды. На основании знания общих закономерностей можно определить', молекулярными или эффективными являются полученные о использованием метода кратковременных измерений данные. Молекулярные теплофиэичеокие характеристики полупрозрачных материалов (в частнооти, фторуглеродов и кварцевых стекол) имеет важное практическое и чисто научное значение.
Цель работы оостоит в анализе всего комплекоа проблем, связанных со оложным, радиационно-кондуктивным механизмом теплообмена в исследуемой среде в ходе эксперимента, проводимого с использованием метода кратковременных измерений. Необходимо:
- поставить и решить модельную задачу сложного теплообмена для
случаев плоского и линейного источника тепла; получить расчетные
соотношения для определения радиационного вклада в эксперименталь
ные данные,
- провести измерения теплофизичеоких свойств ряда полупрозрач
ных материалов (фторуглеродов, кварца KB), рассчитать степень их
искаженности радиационным переносом тепла и сделать вывод о ха
рактере получаемых методом кратковременных измерения данных (мо
лекулярные или эффективные).
В рамках чисто кондуктивного теплопереноса рассмотреть влияние на погрешность экоперимента ряда факторов, отличдкеих идеа-
- ь -
лизированнуп математическую модель опита от реальних физических условий.
Научная новизна работы. Впервые проведен анализ радиационно-коіндуктивного теплообмена в исследуемой среде применительно к методу кратковременных измерений в стадии иррегулярного теплового режима. На основании полученных соотношений сделан вывод о том, что малая величина измерительного импульса обеспечивает получение теплофиэических характеристик, практически не искаженных радиационным влиянием.
С использованием метода кратковременных измерений впервые получены данные по тепловой активности ряда фторуглеродов, являющихся технически важными веществами; показано, что эти результаты являются чисто молекулярными.
В рамках кондуктивного теплообмена решена модельная задача, обеспечивающая измерение твердых материалов зондом в виде нити (линейный источник на границе раздела двух оред).
Практическая ценность работы. Диссертационная работа вносит вклад в развитие перспективного экспериментального метода измерения теплофиэических характеристик. Полученные расчетные соотношения, дающие зависимость относительного радиационного вклада от времени измерения, коэффициента поглощения и других параметров, позволяют идентифицировать экспериментальные данные, получаемые с использованием метода кратковременных измерений.
Проведены измерения тепловой активности ряда фтору глеродов, теплопроводности и тепловой активности кварцевого стекла и показано, что все эти данные являются чисто молекулярними.
Решение ряда модельных задач в рамках кондуктивного теплообмена позволяет провести более полный и точный анализ составляющих погрешности эксперимента.
Апробация работа. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всесоюзном совещании "Теплофизика метастабильных жидкостей в связи с явлениями кипения и кристаллизации" (Свердловск, 1985 г.), Всесоюзной научно-технической конференции "Теплофизические измерения в решении задач научно-технического прогресса" (Севастополь, 1987 г.), конференции молодих учених и специалистов кафедры физики МАИ (1989 и 1990 гг.).
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 7 отатей.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 14*» страницах машинописного текста, аоотоит из введения, четырех глав, эаклпчеиия, описка литературы (75 наименований), приложения, 7 таблиц1; 24 рисунков.