Identity of Temperature Fields Produced by Flat and Spherical Heaters in the Method of Non-Destructive Thermal Testing

Abstract

Ключевые слова: адекватность; математическая модель; неразрушающий контроль; стадия остывания; сферическое полупространство; температурное поле; тепловое воздействие; тепловой анализ; теплофизические свойства; численный расчет. Аннотация:Рассмотрен многомодельный метод неразрушающего опреде-ления теплофизических свойств твердых материалов. Повышение точности мето-да на стадии остывания достигается за счет своевременного окончания стадии нагрева. Показана идентичность температурных полей от плоского круглого и модельного сферического поверхностного нагревателей в методе неразрушаю-щего контроля при реализации стадии остывания. Обозначения и аббревиатурыq -плотность теплового потока, Вт/м 2 ; R пл -радиус плоского нагревателя, м; R -радиус сферического нагревателя, м; Т -избыточная температура, K;  -теплопроводность, Вт/(мК); r, z -пространственные координаты, м;  -тепловая активность, Втс 0,5 /(м 2 К);  -плотность, кг/м 3 ;  -время, c; ИЗ -измерительный зонд; НК -неразрушающий контроль; ПТФЭ -политетрафторэтилен; ТП -теплоприемник; ТФС -теплофизические свойства. Индексы -исследуемое тело;2 -подложка зонда; пл -плоский; о -остывание; откл -отключение.Рассматривается многомодельный метод неразрушающего определения теп-лофизических свойств изделий из твердых неметаллических материалов. Метод относится к косвенным измерениям, поскольку в ходе эксперимента непосред-ственно измеряется не сама теплофизическая величина, а фиксируются термо-граммы (зависимости температуры от времени). Значения ТФС определяют в за-висимости от параметров аналитических моделей, описывающих термограмму на рабочих участках, используя регулярные тепловые режимы на моделях плоского и сферического полупространств [1,2].Метод обеспечивает повышение точности, достоверности результатов и оперативность измерений за счет использования нескольких рабочих участков термограмм, полученных при реализации стадий нагрева и остывания.