Как можно измерить тепловой поток в твердых телах с неизвестной теплопроводностью?

Для измерения теплового потока в твёрдых телах с неизвестной теплопроводностью можно использовать следующие методы:

1. Абсолютный метод. www.stroypribor.com Определяется непосредственное значение теплового потока, который направляется на исследуемый образец. www.stroypribor.com На противоположных поверхностях образца поддерживают постоянные температуры, возникающие от источника тепла, который расположен строго перпендикулярно к одной из поверхностей образца. www.stroypribor.com В этом случае искомый параметр теплопроводности вычисляется по формуле: λ=(Q*d)/F(T2-T1), где Q — мощность теплового потока, d — толщина образца, F — площадь образца, на которую воздействует тепловой поток, Т1 и Т2 — температуры на поверхностях образца. www.stroypribor.com Чтобы исключить потери тепла и повысить точность метода, узел образца и нагревателя помещают в эффективный теплоизолирующий объём, например, в сосуд Дьюара. www.stroypribor.com
2. Относительный метод. www.stroypribor.com Позволяет исключить из рассмотрения фактор мощности теплового потока. www.stroypribor.com Между стержнем, теплопроводность которого требуется определить, и источником тепла помещают эталонный образец, теплопроводность материала которого известна. www.stroypribor.com Для исключения погрешностей измерения образцы плотно прижимают друг к другу. www.stroypribor.com Противоположный конец измеряемого образца погружают в охлаждающую ванну, после чего к обоим стержням подключают по две термопары. www.stroypribor.com Далее включают нагреватель, и по достижении стационарного состояния измеряют разницу температур между термопарами испытуемого образца и образца-эталона. www.stroypribor.com
3. Способ кондуктометрического компарирования. patenton.ru Изготавливают исследуемый плоский образец с формой и размерами, идентичными плоскому эталонному образцу. patenton.ru Размещают исследуемый и эталонный образцы на плоском охлаждаемом основании с двух его противоположных сторон. patenton.ru Устанавливают на внешние плоскости исследуемого и эталонного образцов нагревательные элементы и теплоизолируют их от окружающей среды. patenton.ru Подают и регулируют соответствующие электрические мощности на нагревательные элементы так, чтобы на исследуемом и эталонном образцах установился одинаковый заданный стационарный перепад температуры по их толщине. patenton.ru Измеряют стационарный перепад температуры по толщине образцов и значения электрических мощностей. patenton.ru Находят отношение электрической мощности нагревательного элемента, стыкованного с исследуемым образцом, к мощности нагревательного элемента, стыкованного с эталонным образцом. patenton.ru Найденное отношение электрических мощностей умножают на теплопроводность эталонного образца и полученное значение принимают равным теплопроводности исследуемого образца. patenton.ru