Разработка метода и устройства для неразрушающего контроля комплекса теплофизических свойств твердых анизотропных материалов
Разработка алгоритма определения комплекса теплофизических свойств анизотропного материала. Изготовление измерительного устройства, работающего в составе автоматизированной системы контроля. Анализ выбора рациональных режимных параметров эксперимента.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | автореферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 25.07.2018 |
| Размер файла | 342,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
2
На правах рукописи
05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук
РАЗРАБОТКА МЕТОДА И УСТРОЙСТВА ДЛЯ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ КОМПЛЕКСА ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ТВЁРДЫХ АНИЗОТРОПНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Конышева Наталия Александровна
Тамбов 2011
Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Тамбовский государственный технический университет» (ФГБОУ ВПО «ТГТУ») на кафедре «Управление качеством и сертификация».
Научный руководитель
доктор технических наук, профессор Чуриков Александр Алексеевич
Официальные оппоненты:
доктор технических наук, профессор Дмитриев Олег Сергеевич
кандидат технических наук, доцент Штейнбрехер Валерий Васильевич
Ведущая организация
ОАО «Научно-исследовательский институт резинотехнического машиностроения», г. Тамбов
Защита диссертации состоится « 15 » декабря 2011 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.260.01 ФГБОУ ВПО «ТГТУ» по адресу: 392000, г. Тамбов, ул. Советская, д. 106, ФГБОУ ВПО «ТГТУ», Большой зал.
Отзывы в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью, просим направлять по адресу: 392000, г. Тамбов, ул. Советская, д. 106, ФГБОУ ВПО «ТГТУ», учёному секретарю совета Д 212.260.01.
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ФГБОУ ВПО «ТГТУ» по адресу: г. Тамбов, ул. Мичуринская, д. 112.
Автореферат диссертации размещен на официальных сайтах ФГБОУ ВПО «ТГТУ»
Автореферат разослан « 14 » ноября 2011 г.
Учёный секретарь диссертационного совета А.А. Чуриков
1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. Современное развитие промышленности характеризуется большой номенклатурой и объёмом производства анизотропных материалов, таких как полимерные, металлополимерные, металлокерамические, композиционные материалы, изделия из железобетона и дерева различных модификаций и т.п. Зависимость физических свойств этих материалов различна в разных направлениях от направления теплового воздействия, особенно вдоль главной оси симметрии свойств материала и в перпендикулярном ей направлении. В производстве этих материалов ведётся контроль теплофизических свойств (ТФС) с целью управления тепловыми процессами при термообработке, но как показывает практика, этот контроль далёк от идеального, так как не учитывает различия ТФС по разным направлениям распространения тепла. Так, например, в деревообрабатывающей промышленности после сушки сырья можно наблюдать появление брака при склеивании, фанеровании, прессовании материала. Одной из причин появления брака является нарушение режимных параметров технологии сушки из-за отсутствия учёта различия ТФС, вызванного анизотропией материала.
Существующие методы контроля ТФС анизотропных материалов не дают возможности одновременно определять ТФС материала по основным трём координатам (x, y, z) распространения теплового потока. Эти методы предусматривают наличие исследуемых материалов в виде специально приготовленных проб исследуемого образца или образцов определённых геометрических форм и размеров, при этом необходимо проведение эксперимента в несколько временных этапов, требующих конкретного координатного расположения измерительного устройства на поверхности образца. Применение таких методов и устройств в процессе производства достаточно длительно и не даёт быстрого и объективного результата измерения. Поэтому всё большую актуальность приобретает разработка метода и создание измерительного устройства неразрушающего контроля (НК) ТФС анизотропных твёрдых материалов, которые позволяют осуществить сбор необходимого объёма экспериментальных данных для расчёта комплекса ТФС анизотропного материала в течение одноэтапного эксперимента с единым и постоянным координатным расположением измерительного устройства.
Цель работы заключается в повышении точности и производительности определения ТФС анизотропного материала неразрушающим способом за счёт разработки метода контроля ТФС, основанного на математической модели теплового процесса, позволяющей получить тепловую информацию для расчёта диагональных компонентов тензоров температуропроводности и теплопроводности исследуемого материала в течение одного эксперимента, а также выборе рациональных режимных параметров эксперимента и значений геометрических размеров используемого измерительного устройства.
Для достижения сформулированной цели на основании результатов составленного обзора литературы и проведённого патентного поиска необходимо решение следующих задач:
- разработать математическую модель метода для теплового неразрушающего контроля комплекса ТФС (диагональных компонентов тензора температуропроводности аx, аy, аz и тензора теплопроводности x, y, z) анизотропного материала;
- разработать алгоритм определения комплекса ТФС анизотропного материала по измеренным данным, полученным в процессе одного эксперимента;
- разработать и изготовить измерительное устройство, работающее в составе автоматизированной системы контроля и позволяющее реализовать на практике метод контроля ТФС анизотропных материалов;
- на основе предложенной математической модели разработать методику выбора рациональных режимных параметров эксперимента и геометрических размеров измерительного устройства;
- провести метрологический анализ разработанных метода и измерительного устройства для контроля ТФС анизотропных материалов;
- осуществить экспериментальную проверку разработанного метода на образцах с известными ТФС.
Методы исследования. Для решения краевых задач теплопроводности, поставленных в работе, использовались интегральные временные и пространственные преобразования, численные методы. В ходе экспериментальных исследований использовались статистические методы обработки результатов измерений.
Научная новизна.
1. Из решения трёхмерной краевой задачи теплопроводности для полуограниченного анизотропного тела с применением методов определения ТФС в области интегральных преобразований Лапласа и Фурье, а также из решения двухмерной краевой задачи получены расчётные зависимости для определения диагональных составляющих тензоров температуропровоности и теплопроводности анизотропного материала.
2. Разработан метод теплового неразрушающего контроля комплекса ТФС твёрдых анизотропных материалов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и производительности измерений анизотропных ТФС, на поверхности исследуемого образца через квадратный участок создаётся тепловой поток постоянной плотности, в процессе эксперимента измеряются и анализируются изменения температуры в двух точках этой поверхности исследуемого образца, расположенных на взаимно-перпендикулярных осях на одинаковом расстоянии от нагревателя, а также в центре нагреваемого участка. Полученная информация (о температуре в трёх точках поверхности исследуемого образца и плотности теплового потока) по найденным расчётным зависимостям позволяет одновременно контролировать диагональные компоненты тензоров температуропроводности и теплопроводности анизотропного материала.
3. Разработана методика выбора рациональных временных параметров эксперимента и геометрических параметров измерительного устройства, обеспечивающих минимальную методическую погрешность измерения ТФС твёрдых анизотропных материалов.
Практическая ценность. На основе разработанного метода спроектировано и создано измерительное устройство для НК комплекса ТФС анизотропных твёрдых материалов в составе автоматизированной системы контроля, осуществляющее сбор необходимой информации для расчёта комплекса ТФС в трёх взаимно перпендикулярных направлениях за один эксперимент.
Разработано программное обеспечение для расчёта комплекса ТФС анизотропных твёрдых материалов по экспериментальным данным.
Реализация результатов работы. Результаты работы приняты к использованию ООО «Гранит-М» (г. Уварово, Тамбовская обл.), ООО «Инвестиционная индустрия» (г. Тамбов), ООО «Мир дерева» (г. Тамбов).
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на международных научных конференциях Новгородского государственного университета (Великий Новгород, 1999), «Математические методы в технике и технологиях» (Санкт-Петербург, 2000); международных научно-технических конференциях «Информационные технологии в проектировании микропроцессорных систем» (Тамбов, 2000), «Измерение, контроль, информатизация» (Барнаул, 2001); IV международной теплофизической школе МТФШ-4 (Тамбов, 2001); V международной теплофизической школе МТФШ-5 (Тамбов, 2004); Международной школе-семинаре молодых учёных «Проблемы экономики и менеджмента качества» (Тамбов, 2006); VII международной теплофизической школе МТФШ-7 (Тамбов, 2010).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 20 научных работ, три из которых в изданиях, рекомендованных ВАК; получено свидетельство РФ об официальной регистрации программы для расчёта математической модели теплопереноса в твёрдых анизотропных материалах.
Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения и пяти глав, заключения, списка использованной литературы и шести приложений. Основная часть диссертации изложена на 142 страницах текста, содержит 23 рисунка и 5 таблиц. Список литературы включает 107 наименований.
2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована цель работы, раскрыты научная новизна и практическая ценность, приведены результаты апробации работы. Сформулированы результаты исследований, выносимые на защиту.
В первой главе проведён обзор и анализ основных направлений проектирования средств теплового контроля ТФС твёрдых анизотропных материалов. Представлена классификация тепловых методов контроля ТФС твёрдых анизотропных материалов. Выявлены недостатки существующих методов: определение по трём взаимно перпендикулярным направлениям лишь одного теплофизического параметра, длительность эксперимента и проведение измерений в несколько временных этапов с новым координатным расположением измерительного устройства, подготовка образца определённой формы и размера, сложность технического и аппаратного обеспечения.
В результате проведённого обзора установлено, что особый интерес для совершенствования представили тепловые методы НК ТФС анизотропных материалов на базе комбинированных временных и пространственных интегральных характеристик температуры и теплового потока, основанные на исследовании параметров нестационарной стадии процесса теплопроводности. Показано, что получение наиболее достоверных и точных результатов измерения ТФС анизотропных материалов обеспечивает применение методов, не требующих повторного проведения эксперимента с новым координатным расположением измерительного устройства на поверхности образца.
Сформулирована задача исследования.
Во второй главе описаны теоретические основы предлагаемого метода контроля ТФС анизотропных материалов. Представлены расчётные зависимости для определения диагональных компонентов тензоров температуропроводности и теплопроводности анизотропных материалов.
Решена обратная задача теплопроводности для полу-
ограниченного ортогонально анизотропного тела с различными ТФС по осям x, y, и z нагрев которого ведётся через квадратный участок поверхности z = 0 со стороной 2 (рис. 1).
Процесс переноса тепла в теле описывается следующей краевой задачей:
При решении задачи (1) - (4) использовалось временное интегральное преобразование Лапласа
и пространственное косинус-преобразование Фурье:
где p - параметр преобразования Лапласа, p > 0; sx, sy - параметры косинус-преобразований Фурье по координатам x и y соответственно.
Расчётные зависимости для определения температуропроводностей ax, ay и тепловой активности z в направлении z получены в области временного интегрального преобразования температуры U и теплового потока q. Распределение временной интегральной характеристики (ВИХ) температур по координатам x и y поверхности тела z = 0
)
где коэффициент тепловой активности в направлении z; безразмерные переменные.
Для определения безразмерного параметра ny получена зависимость отношения установившихся температур (при условии, что в двух точках поверхности х1 и y1, расположенных на взаимно перпендикулярных осях на определённом расстоянии от края нагревателя:
,
Правая часть уравнения (6) определяется экспериментально. Левая часть W(ny, b) для заданных значений x1 и y1, рассчитывается как функция аргумента ny, где ny - параметр соотношения температуропроводности по взаимно перпендикулярным направлениям х и y.
Далее по известной методике Чуриков А.А. Разработка и исследование методов и устройств для автоматизированного неразрушающего контроля температурозависимых теплофизических свойств твёрдых теплозащитных материалов: дис. … канд. техн. наук. - М.: МИХМ, 1980. - 323 с. для двух значений параметра интегрирования p и kp (k >1) находится величина неявно выраженного безразмерного параметра gi (i = x, y) из уравнения
где ВИХ температуры исследуемого тела в точке i1 (i = x, y) для z = 0.
Правая часть уравнения (7) находится по экспериментально рассчитанным значениям и а функция для найденного значения ny и двух значений параметра интегрирования p и kp рассчитывается как функция аргумента gi.
По численному значению параметра gi определяется температуропроводность в направлении i (где i = x, y), т.е. . Величина тепловой активности z определяется из уравнения (5):
Для определения теплопроводностей x и y была исследована задача нагрева полуограниченного тела через бесконечную полосу - z = 0 (рис. 2). Было найдено условие адекватности реального теплового процесса тепловому процессу в полуограниченном образце, нагреваемом бесконечной полосой. Установлено, что при Foi 1 (где Foi = ai t/2 критерий Фурье, i = x, y; t < tк, tк - конечное время эксперимента) рассчитанная погрешность определения теплопроводностей x и y составляет не более 0,55%.
Температура U0 в центральной точке нагрева (x0 = y0 = 0) для задачи с «полосовым» нагревателем для анизотропного тела описывается двумя выражениями: в первом случае (если нагреватель расположен вдоль оси 0y, как показано на рис. 2) через теплопроводность x и температуропроводность ax; во втором случае (если нагреватель расположен вдоль оси 0x, на рис. 2 не показано) через теплопроводность y и температуропроводность ay:
,
где функция ошибок; интегральная показательная функция.
По измеренной температуре исследуемого тела U0(t) в момент времени t (при t < tк) и ранее найденным значениям ax и ay определяются теплопроводности x и y:
Далее по известным значениям ax и x (или ay и y) рассчитывается объёмная теплоёмкость материала cv, которая является общим и однозначным параметром во всех направлениях анизотропного тела, т.е.
Температуропроводность и теплопроводность в направлении z находятся по ранее найденному значению величины тепловой активности и объёмной теплоёмкости cv:
Алгоритм проведения эксперимента и расчёта комплекса ТФС будет складываться из следующих основных этапов:
1. В начальный момент времени эксперимента t0 = 0 подаётся тепловой поток постоянной плотности q(t) = q = const.
2. В процессе нагрева исследуемого материала через заданные промежутки времени до тех пор, пока не установится стационарная температура в точках x1 и y1 фиксируются температуры и
3. В момент времени, когда температура в исследуемых точках x1 и y1 достигает стационарных значений, измеряется величина теплового потока q; в конечный момент времени эксперимента tк прекращается подача теплового потока.
4. Из уравнения (6) определяется параметр ny.
5. Для двух значений параметра преобразования Лапласа p1 и p2 рассчитываются ВИХ температур и
6. По значениям ВИХ температур и из уравнения (7) определяется безразмерный параметр gx, а по значениям ВИХ температур и безразмерный параметр gy.
7. По численному значению параметра gx определяется температуропроводность в направлении x, т.е. по численному значению gy температуропроводность ay; величина тепловой активности z определяется по формуле (8).
8. При Fox = 1 по формулам (9) - (10) рассчитываются теплопроводности x и y.
9. Из зависимостей (11), (12) и (13) рассчитываются объёмная теплоёмкость материала cv, температуропроводность az и теплопроводность z соответственно.
Блок-схема алгоритма проведения эксперимента и определения комплекса ТФС представлена на рис. 3.
Рис. 3. Блок-схема алгоритма проведения эксперимента и расчёта комплекса ТФС:
- определение диагональных компонентов тензоров
температуропроводности и теплопроводности
В третьей главе проведены исследования метода и выбрана схема размещения элементов измерительного устройства, определены рациональные режимные параметры эксперимента и геометрические параметры измерительного устройства.
Измерительное устройство (рис. 4) представляет собой зонд в виде прямоугольного параллелепипеда со стороной 2Lз. Основным элементом измерительного зонда является подложка, на нижнем основании которой приклеены квадратный электронагреватель и датчик теплового потока (в плоскости контакта z = 0 зонда с исследуемым образцом) со стороной 2.
Рис. 4. Схема размещения элементов измерительного устройства
Датчик теплового потока и электронагреватель выполнены в виде конструкции из трёх квадратных пластинок ситалла толщиной не более 0,510-3 м (рис. 5), представляющих собой подложки для напыления металла по специальной схеме. Датчик теплового потока состоит из двух ситалловых подложек, теплофизический анизотропный измерительный контроль
Рис. 5. Конструкция нагревателя и датчика теплового потока:
ТС1, ТС2 - плоские медные термопреобразователи сопротивления
на которых расположены интеграторы температуры ТС1 и ТС2, выполненные из меди, на третьей - электрический нагреватель выполненный напылением из константана. Ситалл обладает высокой теплопроводностью, это позволяет создать равномерный тепловой поток в материал и обеспечить высокую чувствительность интеграторов температуры датчика теплового потока.
В центре конструкции нагревателя и датчика теплового потока через отверстие к поверхности исследуемого тела подведён термоэлектический преобразователь T0, посредством которого измеряется температура в центральной точке зоны нагрева исследуемого тела. Для обеспечения условий теплоизоляции в области , , кроме участка нагревателя в соответствии с математической моделью разработанного метода, подложка нагревателя (основание зонда) выполнена из материала с низкой теплопроводностью - рипора ( = 0,028 Вт/(мК)). Рабочие спаи термопар Tx и Ty размещаются в подложке на равноудалённом расстоянии от края нагревателя по взаимно перпендикулярным осям в точках с координатами x1 и y1 (см. рис. 4), при этом электроды термопар частично располагаются в изотермической зоне, обеспечивая тем самым минимальный отток тепла. С целью повышения надёжности измерений симметрично термоэлектрическим преобразователям Tx и Ty по координатам x и y относительно центра квадрата размещаются дополнительные датчики температуры (на рис. 4 не показаны, см. далее рис. 8).
С учётом оценки составляющих методической погрешности метода были получены зависимости для определения рациональных режимных параметров эксперимента и геометрических размеров измерительного устройства. На основании этих зависимостей для материалов с ТФС и (где i = x, y, z) c параметром были выбраны значения временных параметров проведения эксперимента, определены координаты размещения датчиков температуры Tx и Ty, размер нагревателя 2, минимально допустимые размеры исследуемых образцов (см. табл. 1).
Получена зависимость методической погрешности измерения ny, обусловленной минимально заданной длительностью неразрушающего контроля tк:
где зависимость отношения температур для двух направлений в стационарном режиме при g 0 от ny, а зависимость от ny отношения температур для неустановившегося режима.
Графики зависимости приведены на рис. 6 и 7, из которых видно, что методическая погрешность при 0,1 g 0,2 и при b 1,2. Выбор нижнего предела безразмерного параметра g для конкретного нагревателя обуславливается максимально допустимым временем проведения эксперимента, а минимального значения параметра b чувствительностью метода к определению отношения температуропроводностей
Таблица 1
|
Исследуемый параметр |
Обозначение, ед. изм. |
Значение параметра |
||
|
min |
max |
|||
|
Относительные значения координат размещения термопреобразователей по оси x и y |
b |
1,1 |
1,3 |
|
|
Ширина нагревателя |
2, м |
0,02 |
0,04 |
|
|
Оптимальные временные параметры gопт = 0,2, kопт = 16 для b = 1,2 |
||||
|
Минимально допустимая толщина образца (размер образца по координате z) |
dmin, м |
0,027 |
||
|
Минимальный относительный размер образца по координатам x и y |
B |
5,5 |
||
|
Примечания: , L - размер исследуемого образца по координатам x и y; k коэффициент соотношения параметров интегрирования. |
Рис. 6. Графики зависимости от величины g для b = 1,2 Рис. 7. Графики зависимости от величины b для g = 0,2
В четвёртой главе дано описание автоматизированной системы контроля (АСК) ТФС, реализующей разработанный метод НК, представлена структурная схема АСК и структура измерительного выносного зонда.
В состав системы входят (рис. 8):
- измерительное устройство (ИУ) - выносной зонд, осуществляющий тепловое воздействие на исследуемый образец, снятие информации о температуре U0, Ux, Uy и тепловом потоке q при помощи первичных измерительных преобразователей температуры (ПИП 1 - ПИП 5) и датчика теплового потока (ДТП);
- измерительно-вычислительный комплекс (ИВК) включает в себя ПЭВМ и блок согласования измерительного устройства (БСИУ); ИВК реализует сбор, хранение и обработку экспериментальных данных, взаимодействует с оператором, реализует алгоритм расчёта комплекса ТФС (температуропроводностей аx, аy, аz и теплопроводностей x, y, z); БСИУ осуществляет преобразование выходных электрических параметров зонда, питание мостовой измерительной схемы датчика теплового потока, подачу напряжения на электронагреватель.
Используя методику экспериментального определения численных значений параметров преобразования Лапласа при вычислении интегральных
Рис. 8. Структурная схема АСК комплекса ТФС
характеристик температуры, разработанную нашими коллегами А.с. № 2178166/25 кл. G 01 N 25/18. Способ комплексного определения теплофизических характеристик твёрдых и дисперсных материалов / С.В. Мищенко, А.А. Чуриков, Г.В. Шишкина. Заявл. 29.11.1999; Опубл. 10.01.2002., в работе представлены два алгоритма определения комплекса ТФС анизотропных материалов:
- при заданном времени окончания эксперимента tк;
- при отсутствии ограничения на длительность эксперимента.
В пятой главе проведён анализ источников систематических погрешностей результата измерения ТФС разработанным методом и устройством. Получены выражения для оценки основных составляющих систематических методических и инструментальных погрешностей определения ТФС.
В результате исследований теоретически определены:
1) погрешность НК температуропроводностей по координатам:
x - 7,5%; y - 8%; z - 17,8%;
2) погрешность НК теплопроводностей по координатам:
x - 7,5%; y - 8%; z - 12%.
Приведены результаты проверки метода НК анизотропных твёрдых материалов (табл. 2), подтверждающие его эффективность и достоверность.
Таблица 2
|
Материал |
Экспериментальные данные |
Данные других источников |
|||||
|
a107, |
, |
c, |
а107, |
, |
c, |
||
|
Сосна или ель (дерево сухое) в направлении: x () y (¦) z () |
1,59 1,799 1,442 |
0,163 0,184 0,148 |
1025 |
1,71 1,89 1,69 |
0,175 0,193 0,173 |
1023 |
|
|
Полиметилметакрилат (одноосно растянутый полимер) в направлении: x y |
0,949 1,241 0,899 |
0,172 0,225 0,163 |
1812 |
1,01 1,318 1,04 |
0,182 0,238 0,185 |
1805 |
|
|
Примечания: - перпендикулярно волокнам; ¦ - параллельно волокнам. |
В приложениях приведены решения краевых задач теплопроводности для полуограниченного анизотропного тела с применением интегральных преобразований Лапласа и Фурье; показана конструкция электронагревателя и датчика теплового потока; представлена методика экспериментального определения временных параметров эксперимента и расчёт интегральных характеристик температуры; даны результаты экспериментального определения ТФС анизотропных материалов измерительным устройством и оценки основных составляющих случайных и систематических погрешностей определения ТФС; приведены материалы по внедрению результатов работы.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
1. На основании проведённого обзора существующих методов неразрушающего контроля ТФС твёрдых анизотропных материалов установлено, что для их совершенствования целесообразно применять тепловые методы НК ТФС анизотропных материалов, использующие комбинированные временные и пространственные интегральные характеристики температуры и теплового потока, позволяющие исследовать параметры нестационарной стадии процесса теплопереноса.
2. Из решения трёхмерной краевой задачи теплопроводности в области интегральных преобразований Лапласа и Фурье с применением численных методов, а также решения двухмерной задачи теплопроводности, полученного классическим методом, найдены расчётные зависимости для определения диагональных компонентов тензоров температуропроводности и теплопроводности анизотропного материала.
3. Разработан алгоритм для проведения процесса нагрева и получения информации о тепловом процессе эксперимента и расчёта комплекса ТФС анизотропных материалов (диагональных компонентов тензора температуропроводности аx, аy, аz и тензора теплопроводности x, y, z), основанный на получении тепловой информации в течение одного эксперимента.
4. Разработана методика поиска рациональных временных параметров эксперимента и геометрических размеров измерительного устройства, обеспечивающих процесс измерения ТФС с минимальной методической погрешностью.
5. Спроектировано и изготовлено рациональное измерительное устройство, реализующее НК комплекса ТФС анизотропных твёрдых материалов, работающее в составе автоматизированной системы контроля.
6. Представлены два алгоритма определения комплекса ТФС анизотропных материалов: при заданном времени окончания эксперимента tк; при отсутствии ограничения на длительность эксперимента. Разработано программное обеспечение для расчёта комплекса ТФС анизотропных твёрдых материалов по экспериментальным данным.
7. Проведён метрологический анализ метода и обработка экспериментальных данных, которые показали пригодность разработанного метода НК ТФС анизотропных материалов.
ОСНОВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ, ОТРАЖАЮЩИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ, ИЗЛОЖЕНЫ В СЛЕДУЮЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ
В изданиях, рекомендованных ВАК РФ:
1. Чуриков, А.А. Неразрушающий контроль теплофизических свойств анизотропных дисперсных материалов / А.А. Чуриков, Н.А. Буренина // Вестник Тамб. гос. техн. ун-та. - 2000. - Т. 6, № 3. - С. 393 - 401.
2. Чуриков, А.А. Определение полного комплекса теплофизических свойств в одностадийном контроле образцов из анизотропных твёрдых материалов / Н.А. Конышева, А.А. Чуриков // Информационные процессы и управление : рецензируемый Интернет-журнал. - 2006.
3. Конышева, Н.А. Поиск оптимальных параметров теплового неразрушающего контроля твёрдых ортотропных материалов / Н.А. Конышева, А.А. Чуриков, Г.В. Шишкина // Контроль. Диагностика. - 2010. - № 7 (145). - С. 21 - 29.
Статьи и материалы конференций:
4. Чуриков, А.А. Интегрирующие поверхностные датчики температуры для теплофизического неразрушающего контроля материалов / А.А. Чуриков, С.В. Мищенко, Н.А. Буренина // Математические методы в технике и технологиях. ММТТ-12 : сб. тр. Междунар. науч. конф. : в 5-ти т. / Новгород. гос. ун-т. - Великий Новгород, 1999. - Т. 2. - С. 128 - 129.
5. Буренина, Н.А. Интегральные преобразования и измерительные устройства в теплофизическом неразрушающем контроле ортотропных материалов / Н.А. Буренина, А.А. Чуриков А.А. // Труды ТГТУ : сб. науч. ст. молодых ученых и студентов. - Тамбов : Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 1999. - Вып. 4. - С. 44 - 46.
6. Чуриков, А.А. Интегральные преобразования в экспресс-методах теплофизического контроля ортотропных материалов / А.А. Чуриков, Н.А. Буренина // Математические методы в технике и технологиях. ММТТ-2000 : сб. тр. 13 Междунар. науч. конф. - Санкт-Петербургский гос. технол. ин-т (техн. ун-т). - СПб., 2000. - Т. 2. -С. 130 - 132.
7. Чуриков, А.А. Одностадийный метод неразрушающего контроля теплофизических свойств ортотропных материалов / А.А. Чуриков, Н.А. Буренина // Информационные технологии и проектирование микропроцессорных систем. ИТ ПМПС-2000 : тез. докл. междунар. науч.-техн. конф. - Тамбов : Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2000. - С. 120 - 121.
8. Буренина, Н.А. Пространственно-временные интегральные преобразования в задаче теплофизического неразрушающего контроля ортотропных материалов // Информационные технологии и проектирование микропроцессорных систем. ИТ ПМПС-2000 : тез. докл. междунар. науч.-техн. конф. - Тамбов : Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2000. - С. 121 - 123.
9. Буренина, Н.А. Экспресс методы неразрушающего контроля комплекса теплофизических свойств ортотропных материалов / Н.А. Буренина, А.А. Чуриков // Труды ТГТУ : сб. науч. ст. молодых ученых и студентов. - Тамбов : Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2000. - Вып. 5. - С. 65 - 68.
10. Методы и средства неразрушающего контроля теплофизических свойств анизотропных и химически агрессивных материалов / С.В. Мищенко, А.А. Чуриков, Н.А. Буренина, И.М. Бомбане // Измерение, контроль, информатизация : материалы второй междунар. науч.-техн. конф. - Барнаул, 2001. - С. 99 - 100.
11. Чуриков, А.А. Неразрушающий контроль теплофизических свойств анизотропных и химически агрессивных материалов / А.А. Чуриков, Н.А. Буренина, И.М. Бомбане // Теплофизические измерения в начале XXI века : тез. докл. IV Междунар. теплофиз. шк. - Тамбов : Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2001. - Ч. 2. - С. 94 - 95.
12. Конышева, Н.А. Определение условий проведения теплофизического неразрушающего контроля ортотропных материалов // Метрология, стандартизация, сертификация и управление качеством продукции : программа, материалы школы-семинара молодых учёных. - Тамбов : Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2003. - С. 112 - 114.
13. Конышева, Н.А. Условия определения неразрушающего контроля теплофизических свойств ортотропных материалов / Н.А. Конышева // Теплофизические измерения в начале XXI века : тез. докл. IV Междунар. теплофиз. шк. - Тамбов : изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2004. - Ч. 1. - С. 251 - 253.
14. Конышева, Н.А. Математическая модель неразрушающего контроля теплофизических свойств ортотропного полуограниченного образца / Н.А.Конышева, А.А. Чуриков // Измерения, автоматизация и моделирование в промышленности и научных исследованиях : межвуз. сб. / под ред. Г.В. Леонова ; Алт. гос. техн. ун-т БТИ. - Бийск, 2005. - С. 13 - 15.
15. Чуриков, А.А. Метрологическая оценка адекватности реального неразрушающего контроля анизотропных материалов его математической модели / А.А. Чуриков, Н.А. Конышева // Проблемы экономики и менеджмента качества : программа и материалы Междунар. школы-семинара молодых ученых. - Тамбов : Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та. - 2006. - С. 221 - 222.
16. Конышева, Н.А. Измерительное устройство для одностадийного контроля образцов из анизотропных твердых материалов / Н.А. Конышева // Проблемы экономики и менеджмента качества : программа и материалы Междунар. школы-семинара молодых ученых. - Тамбов : Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та. - 2006. - С. 285 - 287.
17. Свидетельство № 2008610878 о государственной регистрации программы для ЭВМ. Расчёт математической модели теплопереноса для одностадийного метода неразрушающего контроля комплекса теплофизических свойств твёрдых анизотропных материалов / А.М. Каменский, Н.А. Конышева, А.А. Чуриков. - Заявл. 24.12.2007, зарегистрировано 20.02.2008.
18. Конышева, Н.А. Выбор направления проектирования средств контроля взаимно-перпендикулярной анизотропии теплофизических свойств твердых материалов / Н.А. Конышева, А.А. Чуриков ; Тамб. гос. техн. ун-т. - М., 2010. - 27 с. - Рус. - Деп. в ВИНИТИ 25.01.2010. № 19-В2010.
19. Конышева, Н.А. База данных безразмерных параметров в методе контроля теплофизических свойств твёрдых анизотропных материалов / Н.А. Конышева, А.М. Каменский // Теплофизические исследования и измерения в энергосбережении, при контроле, управлении и улучшении качества продукции, процессов и услуг : материалы VII междунар. теплофиз. шк. - Тамбов : Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2010. - Ч. 2. - С. 120 - 121.
20. Мищенко, С.В. Одностадийный метод неразрушающего контроля комплекса теплофизических свойств твёрдых ортотропных материалов / С.В. Мищенко, А.А. Чуриков, Н.А. Конышева // Теплофизические исследования и измерения в энергосбережении при контроле, управлении и улучшении качества продукции, процессов и услуг : материалы VII Междунар. теплофиз. шк. - Тамбов : Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2010. - Ч. 2. - С. 59 - 63.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Классификация теплообменных аппаратов (ТОА), требования к ним. Выбор схемы движения теплоносителей при расчете устройства, определение их теплофизических свойств. Коэффициент теплоотдачи в ТОА, уточнение температуры стенки и конструктивный расчет.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 17.11.2013Характеристика системы электроснабжения промышленного предприятия. Проектирование и расчет автоматизированной системы контроля и учета энергоносителей. Анализ технических параметров и выбор электрических счетчиков, микроконтроллеров, трансформаторов тока.
контрольная работа [858,7 K], добавлен 29.01.2014Теплоемкость как одно из основных теплофизических свойств тел, используемых в термодинамике, порядок и этапы определения, необходимые формулы для расчетов. Сущность метода адиабатического расширения. Первый закон термодинамики в дифференциальной форме.
лабораторная работа [78,8 K], добавлен 08.06.2011Метод неразрушающего контроля состояния поверхности полупроводниковых пластин, параметров тонких поверхностных слоёв и границ раздела между ними. Методика измерений на эллипсометре компенсационного типа. Применение эллипсометрических методов контроля.
реферат [1,1 M], добавлен 15.01.2009Разработка измерительного канала контроля физического параметра технологической установки: выбор технических средств измерения, расчет погрешности измерительного канала, дроссельного устройства, расходомерных диафрагм и автоматического потенциометра.
курсовая работа [414,1 K], добавлен 07.03.2010Режимы лазерного нагрева и их воздействие на полупространство. Критериальные параметры и закономерности температурного поля. Особенности нагревания материала световым пятном. Кинетика взаимосвязанных химических, оптических и теплофизических свойств.
контрольная работа [448,0 K], добавлен 24.08.2015Материалы активной зоны. Тяжелая авария в реакторе. Установка для моделирования тяжелой аварии. Методика гидростатического взвешивания для измерения плотности твёрдых материалов. Средства измерения температуры. Рентгеновский фазовый структурный анализ.
дипломная работа [4,7 M], добавлен 17.05.2015Природа и характеристики магнитного поля. Магнитные свойства различных веществ и источники магнитного поля. Устройство электромагнитов, их классификация, применение и примеры использования. Соленоид и его применение. Расчет намагничивающего устройства.
курсовая работа [3,2 M], добавлен 17.01.2011Динамика и теплоемкость кристаллической решетки. Особенности объяснения зависимости теплоемкости от температуры с помощью закона Дюлонга–Пти, модели Эйнштейна, модели приближения Дебая. Основные положения квантовой теории гармонического кристалла.
реферат [123,6 K], добавлен 06.09.2015Анализ состава системы учета и контроля ядерных материалов, методика комплексной оценки ее состояния. Расчет показателей качества измерений и организации системы, оценка степени подготовки персонала. Изучение методов определения весовых коэффициентов.
дипломная работа [163,2 K], добавлен 27.01.2014Расчет фазового равновесия системы жидкость–пар бинарных и многокомпонентных смесей. Определение параметров их теплофизических свойств. Термодинамические основы фазового равновесия растворов. Теория массопередачи при разделении смеси методом ректификации.
контрольная работа [1,4 M], добавлен 01.03.2015Расчет теплофизических параметров теплоносителя и рабочего тела. Определение основных геометрических параметров трубного пучка. Вычисление толщины деталей парогенератора, обеспечивающей условия прочности. Анализ мощности главного циркуляционного насоса.
курсовая работа [336,5 K], добавлен 10.11.2012Основные виды контроля состояния силового трансформатора во время работы и при периодических обследованиях, выявление его дефектов. Газохроматографический анализ масла и методы его интерпретации. Использование автоматизированных систем контроля.
дипломная работа [291,4 K], добавлен 19.05.2011Методы расчета простых и сложных заземлителей в однородной и неоднородной среде. Обоснование необходимости определения показателей надежности при проектировании заземляющих устройств. Выбор метода контроля основных параметров заземляющих устройств.
дипломная работа [2,9 M], добавлен 13.06.2012Разработка структурной схемы и алгоритма работы многофункционального бытового устройства. Выбор электрической принципиальной схемы. Разработка чертежа печатной платы. Экономическое обоснование проекта и анализ вредных и опасных факторов при производстве.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 11.07.2014Сущность метода магнитной дефектоскопии. Расчет составляющих напряженности поля. Разработка автоматизированной системы магнитопорошкового контроля оси колесной пары вагон. Регулирование скорости вращения асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором.
дипломная работа [4,6 M], добавлен 19.06.2014Разработка измерительного канала для контроля расхода воды через водогрейный котел: выбор диафрагмы, установка дифманометра, учет погрешностей измерения. Расчет схемы автоматического моста КСМ-4, работающего в паре с термометром сопротивления ТСМ (50).
курсовая работа [1,1 M], добавлен 07.03.2010Выбор рабочего давления и типа газоперекачивающего агрегата. Расчет теплофизических свойств транспортируемого газа. Тепловой и гидравлический расчет участка газопровода. Расчет режима работы компрессорной станции. Капитальные и эксплуатационные затраты.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 16.12.2014Характеристика термодинамического состояния идеального газа в переходных точках. Изменение калорических характеристик при переходе рабочего тела из начального состояния в конечное. Расчет количества теплоты, деформационной работы и работы перемещения.
контрольная работа [924,3 K], добавлен 21.11.2010Устройство, управляющее полупроводниковыми ключами и содержащий в своем составе цифровой автомат. Описание функциональной схемы. Разработка принципиальной схемы и конструкции цифрового управляющего устройства. Входные и выходные сигналы устройства.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 16.07.2009
