Визначення коєфіцієнта температуропровідності а імпульсним методом для напівобмеженого стрижня

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorШевченко, О. І.
dc.date.accessioned2024-03-08T12:54:00Z
dc.date.available2024-03-08T12:54:00Z
dc.date.issued2023
dc.description.abstractУ статті наведено методику та аналітичну формалізовану модель розрахунку коєфіцієнта температуропровідності твердих тіл із використанням номограм змін температури. Метою роботи є зменшення обсягів обчислювальних розрахунків та спрощення формул внаслідок використання графічних номограм. При використанні комп’ютерної техніки збільшується кількість змінних. Використання методів теорії подібності та теорії узагальнених змінних із використанням номограм дозволяє уніфікувати розрахунки та краще зрозуміти зв'язок сформульованих задач з реальними фізичними процесами. Автору невідомі приклади розв’язку обернених задач теплопровідності з використанням узагальнених змінних. Відповідно до прийнятої класифікації, задача розв'язується в граничних умовах 1-го роду, в яких температура поверхні задана як функція часу. Більш простим вважається випадок, коли поверхня тіла залишається постійною протягом усього процесу теплообміну. Це досягається за допомогою спеціальних пристроїв, які підтримують постійну температуру напівобмеженого стрижня з теплоізоляцією бічної поверхні. Відомим є [1] розв’язання прямої задачі теплопровідності, що здійснюється трьома методами: класичним, операторним та методом перетворення Фур’є. Теорія регулярного режиму розглядає [2] процес охолодження або нагрівання протягом не всього часу, а лише на стадії, що не впливає на початковий стан об’єкту. Не всі способи імпульсного нагріву відносяться до цих видів регулярного режиму, але його можна використовувати завдяки простій формі експоненти. Запропонований метод у цій роботі не відноситься до методів штатного режиму. Це досягається розв’язуванням оберненої задачі за допомогою розробленої графічної номограми. У роботі викладено методику, за якою остаточні формули спрощуються до алгебраїчних рівнянь використовуючи відносну температуру М нагрівання напівобмеженого стрижня з торця. Відомі розв'язки прямих задач теплопровідності при використанні регулярних режимів 1-го, 2-го та 3-городу, при яких остаточні формули спрощуються. У методиці використовується максимум першої похідної від М та табличні значення функції помилок erf (1/(2Fox), яка є розв'язком прямої задачі теплопровідності. Вимірюється температура у конкретній точці стрижня –х1 та часі – 1 з початку нагрівання. Для розрахунку в роботі використовується відносна надлишкова температура, яка розраховується за постійної температури на торці стрижня весь час нагрівання. Початкова температурою стрижня до процесу нагрівання та поточна температура вимірюються термопарою. Перспективним може бути застосування розробленої методики для використання у дослідженнях матеріалів однакового складу, але різних розмірів, оскільки при використанні узагальнених змінних формули та номограми будуть однакові. Цей факт скорочує час досліджень.
dc.description.abstractotherThe article presents a technique and formula for calculating the thermal diffusivity of solids using nomograms of temperature changes. The paper describes a technique by which the final formulas are simplified to algebraic equations using the relative temperature M of heating a semi-restricted rod from the end. Known equations for solving direct problems of heat conduction using regular modes of the 1-st, 2-nd and 3-rd kind, in which the final formulas are simplified. The article provides methods and formulas for calculating the coefficient of thermal conductivity using nomograms. The method uses the maximum of the first derivative of M and tabular values of the function erf (1/(2 Fox)), which is a solution to the direct problem of thermal conductivity. The temperature at a specific point of the rod is measured – x1 and time –1 with start of heatingent of thermal conductivity of solid bodies using nomograms of temperature changes. The work describes a method by which the final formulas are simplified to algebraic equations using the relative temperature θM of heating a semi-restricted rod from the end. Known equations for solving direct heat conduction problems using regular regimes of the 1-st, 2-nd and 3-rd kind, in which the final formulas are simplified. In work Kondratiev H.M. notes: "The theory of the regular thermal regime is one of the sections of the study of heat transfer in solids. The theory of the regular mode considers the process of cooling or heating not throughout, but only at the stage that has ceased to be affected by the initial state of the body. In the work of Lykov O.V. «Theory of thermal conductivity» the solution of the problem is done by three methods: classical, operational and the method of Fourier transformation. Not all methods of pulsed heating are related to these types of regular mode, but it can be used due to the simple form of the exponent. In this work, the proposed method does not belong to regular mode methods. It is done by solving the inverse problem with the help of a well-developed graphic nomogram. According to the accepted classification, the problem is solved under boundary conditions of the 1-st kind, in which the surface temperature is specified as a function of time. Considered a simpler case when surface of the bodyremains constant throughout the heat exchange process. This is achieved with the help of special devices that maintain a constant temperature of a semi-restricted rod with thermal insulation of the side surface.
dc.format.pagerangeС. 75-80
dc.identifier.citationШевченко, О. І. Визначення коєфіцієнта температуропровідності а імпульсним методом для напівобмеженого стрижня / Шевченко О. І. // Вісник КПІ. Серія Приладобудування : збірник наукових праць. – 2023. – Вип. 66(2). – С. 75-80. – Бібліогр.: 10 назв.
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/65362
dc.language.isouk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.relation.ispartofВісник КПІ. Серія Приладобудування : збірник наукових праць, 2023, Вип. 66(2)
dc.subjectкоєфіцієнт температуропровідності а
dc.subjectопераційний метод Лапласа
dc.subjectнапівобмежений стрижень
dc.subjectнагрівання
dc.subjectпостійна температура
dc.subjectномограма
dc.subjectаналітичні моделі
dc.subjectcoefficient of thermalconductivity a
dc.subjectoperational method of Laplace
dc.subjectsemi-confined rod
dc.subjectheating at constant temperature
dc.subjectuse of nomograms
dc.subjectanalytical models
dc.subject.udc536.2
dc.titleВизначення коєфіцієнта температуропровідності а імпульсним методом для напівобмеженого стрижня
dc.title.alternativeDetermination of the temperature conductivity coefficient a graphical method based on nomogram for a semi-confined rod
dc.typeArticle

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
P.75-80.pdf
Розмір:
1.23 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Вісник КПІ. Серія Приладобудування: збірник наукових праць, Вип. 66(2)