автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Разработка метода и автоматизированной установки для измерения теплофизических свойств регенеративных продуктов

На правахрукописи

БАЛАБАНОВ Павел Владимирович

РАЗРАБОТКА МЕТОДА И АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ РЕГЕНЕРАТИВНЫХ ПРОДУКТОВ

05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тамбов 2004

Работа выполнена на кафедре "Автоматизированные системы и приборы" Тамбовского государственного технического университета.

Научный руководитель Доктор технических наук, профессор

Пономарев Сергей Васильевич

Официальные оппоненты:

Доктор технических наук, профессор Чернышев Владимир Николаевич

Кандидат технических наук, доцент Штейнбрехер Валерий Васильевич

Ведущая организация

ВИИТиН, г. Тамбов

Зашита диссертации состоится 18 июня 2004 года в 13 часов 30 минут на заседании диссертационного совета Д 212.260.01 Тамбовского государственного технического университета по адресу: 392000, г. Тамбов, Советская, 106, ТГТУ, конференц-зал.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, скрепленные гербовой печатью, просим направлять по адресу: 392000, г. Тамбов, Советская, 106, ТГТУ, секретарю диссертационного совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ТГТУ. Автореферат разослан " " мая 2004 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор технических наук, профессор

А.А. Чуриков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертационной работы. При работе человека в экстремальных условиях, например под землей, под водой или в космосе, зачастую возникают проблемы недостатка кислорода и избытка углекислого газа во вдыхаемом воздухе. Такие ситуации случаются при авариях на подводных лодках, в шахтах, при пожарах, в условиях сильного задымления помещений. Поэтому создаются средства индивидуальной и коллективной защиты - средства регенерации, предназначенные для поддержания необходимого для обеспечения жизнедеятельности человека газового состава атмосферы.

Процессы восстановления атмосферы с помощью современных средств регенерации связаны с использованием хемосорбентов и сорбентов (регенеративных продуктов) для удаления углекислого газа и выделения кислорода.

В настоящее время разрабатываются новые системы регенерации воздуха и регенеративные продукты (РП), являющиеся жизненно важной потребностью современного производства. Свойства новых РП, в том числе их тепло-физические свойства (ТФС), представляют значительный интерес.

В средствах регенерации, в частности в регенеративных патронах, наиболее часто применяются РП в виде образцов, имеющих форму круглых многоканальных дисков. В связи с этим использование методов, предполагающих измерение температур в одной или нескольких точках образца, нежелательно. Это связано с тем, что в процессе измерения датчик температуры, например термоэлектрический термометр, может попасть в канал образца и измерять температуру не РП, а воздуха в канале. В силу того, что РП обладают высокой химической активностью, измерительные устройства должны обеспечивать минимальный контакт исследуемых образцов с углекислым газом и парами воды, содержащимися в воздухе. В процессе измерения перегрев образца не должен вызывать протекание химической реакции в РП.

Выполненный литературный обзор, приведенный в диссертационной работе, показал, что не существует методов измерения комплекса ТФС применяемых на практике образцов из химически активных РП, имеющих форму плоских дисков с каналами. Известные методы измерения требуют адаптации применительно к измерению свойств указанных материалов.

Поэтому задача создания метода и автоматизированной установки, позволяющих с требующейся точностью и за небольшой промежуток времени измерять средние по объему образца ТФС, является важной и актуальной.

Целью работы является разработка метода и устройства, обеспечивающих повышение точности измерения ТФС образцов регенеративных продуктов при рациональных затратах времени на проведение эксперимента.

Для достижения этой цели были поставлены и решены следующие задачи: а) разработаны физическая модель измерительной ячейки (ИЯ) и математическая модель температурного поля в измерительной ячейке; б) разработан метод, позволяющий повысить точность измерения комплекса ТФС РП, при сокращении длительности этапов эксперимента; в) проведен анализ возможных источников погрешностей и даны теоретические оценки погрешностей

рсс. I; ^-.о'глли;**

{¿^"-Ь'.'Н^Л

измерения ТФС разработанным методом; г) на основании выполненного анализа источников погрешностей и теоретических оценок погрешностей измерения ТФС разработана конструкция измерительной ячейки; д) разработано математическое, алгоритмическое и техническое обеспечение автоматизированной установки для измерения ТФС РП; е) проведены метрологические исследования разработанной автоматизированной установки; ж) проведено исследование теплофизических свойств РП на основе надпероксида калия (КО2).

Предметом исследования является разработка совокупности математического, алгоритмического и технического обеспечения метода и автоматизированной установки для измерения ТФС регенеративных продуктов.

Методы исследования. В диссертационной работе были использованы методы математической физики, статистики, а также численные методы.

Научная новизна работы заключается в следующем.

1 На основе полученных решений стационарной и нестационарной краевых задач теплопроводности для многослойной плоской симметричной физической модели разработан метод измерения теплофизических свойств образцов регенеративных продуктов, позволяющий повысить точность измерения за счет выбора оптимальных конструктивных параметров измерительной ячейки и режимных параметров проведения эксперимента.

2 Разработано алгоритмическое обеспечение процессов измерения и обработки экспериментальных данных, позволяющее автоматизировать управление экспериментом, сократить длительность его этапов и повысить точность измерений, включающее в себя: а) контроль предложенных динамических параметров в ходе первого и второго этапов эксперимента в целях определения рациональных моментов их окончания; б) выделение на втором этапе экспериментальных данных, соответствующих диапазон динамического параметра 0,1 < ©! <0,4 , в целях повышения точности измерения температуропроводности; в) методику уменьшения систематических погрешностей путем введения поправок в результаты измерения теплофизических свойств.

3 На основе выполненного метрологического анализа определены доминирующие источники погрешностей и получены зависимости погрешностей измерения теплофизических свойств от измеряемой разности температур и от динамических параметров, что позволило выработать рекомендации по повышению точности измерения.

Практическая значимость. Создана автоматизированная установка для измерения ТФС РП. Создана программа управления ходом измерения и обработкой экспериментальных данных. Исследованы ТФС РП. Результаты исследования ТФС РП использовались при математическом моделировании температурных полей в регенеративных патронах, что позволило решить задачу тепловой защиты средств регенерации воздуха и повысить их качество.

Результаты работы приняты к использованию в Тамбовском научно - исследовательском химическом институте (ФГУП "ТамбовНИХИ") в 2004 г.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались в ходе школы-семинара молодых ученых "Метрология, стандарти-

зация, сертификация и управление качеством продукции" (Тамбов, 2003), на международной научно-технической конференции "Измерение, контроль, информатизация" (Барнаул, 2003), на VIII научной конференции ТГТУ (Тамбов, 2003), на XVI международной научной конференции "Математические методы в технике и технологиях" (Санкт-Петербург, 2003).

Публикации. Теоретические и практические результаты диссертационной работы опубликованы в 11 научных статьях и тезисах докладов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений.

Основная часть диссертационной работы изложена на 145 страницах машинописного текста. Работа содержит 32 рисунка и 21 таблицу. Список литературы включает 109 наименований. В работе имеется 9 приложений на 32 страницах машинописного текста.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулирована цель и поставлены задачи исследования, раскрыта научная новизна и практическая значимость работы, показаны результаты реализации и апробации, изложено краткое содержание диссертации.

В первой главе приведен обзор и анализ методов и устройств для измерения ТФС твердых неметаллических материалов.

На основе выполненного обзора и анализа методов измерений можно сделать вывод, что из-за специфических свойств РП существующие приборы и методы не могут быть использованы для измерения ТФС образцов РП. Поэтому поставлена задача разработки метода и устройства для измерения ТФС РП. Намечены пути ее решения. Наиболее перспективными для решения поставленной задачи, по мнению автора, являются методы, сочетающие стационарную стадию теплопереноса для измерения теплопроводности и нестационарную стадию теплопереноса, а именно, регулярный тепловой режим 1-го рода, предназначенный для измерения температуропроводности.

Во второй главе проведен анализ объекта исследования, которым являются образцы РП (диаметр 113 мм, толщина 8 мм), со сквозными отверстиями (каналами) диаметром 4 мм, предназначенными для продувки через образцы газовоздушной смеси (ГВС), содержащей СОг и Елагу. При продувке ГВС происходит поглощение и выделение кислорода и теплоты. На основании проведенного анализа объекта исследования, сформулированы требования к методу измерения ТФС РП.

Разработанный метод должен обеспечивать измерение ТФС образцов РП, имеющих диаметр 113 мм, толщину 7,5...8 мм и каналы диаметром 4 мм, в диапазонах: теплопроводности 0,05...0,95 Вт/(мК), температуропроводности

В силу того, что РП является химически активным к СО2 и влаге, контакт образцов с воздухом в измерительной ячейке должен быть минимальным, а с органическими веществами и водой исключен. Погрешность измерения ТФС не должна превышать 15 %. Процесс измерения и обработки экспериментальных данных должен быть автоматизирован.

Предложена физическая модель измерительной ячейки (ИЯ), представляющая собой плоскую, многослойную, симметричную систему (рис. 1).

Первый слой 1 системы - источник теплоты (нагреватель) и термометр сопротивления, изготовленные из навитых по спирали Архимеда манганиновой и медной проволок, соответственно. Использование термометра сопротивления большой площади и малой толщины позволяет исключить погрешности, которые могли бы возникнуть при попадании малогабаритного датчика температуры в канал образца РП. Слои 2 и 2', 3 и 3' - защитные оболочки, предотвращающие соприкосновение исследуемых образцов 4 н 4' с источником теплоты. Причем, слои 2 и 2' изготовлены из диэлектрика, а слои 3 и 3' изготовлены из металла. Температура внешних поверхностей исследуемых образцов поддерживается постоянной. Симметричность построенной физической модели позволила в дальнейшем обойтись без использования эталонных материалов в конструкции ИЯ.

Для упрощения записи математической модели температурного поля в ИЯ сформулированы следующие допущения: а) температурное поле в многослойной системе считается одномерным; б) температура 7д на внешних границах плоской системы поддерживается постоянной; в) термические сопротивления на поверхностях контакта слоев отсутствуют; г) ТФС слоев системы считаются постоянными величинами, не зависящими от изменения температуры в ходе эксперимента; д) боковые утечки тепла отсутствуют; е) объемная мощность внутренних источников теплоты 1-го слоя является постоянной величиной, равномерно распределенной по всему объему первого слоя.

С учетом симметричности многослойной системы относительно координаты х = 0 и допущений, математическую модель процесса распространения теплоты можно представить для половины системы (0<х<^, причем в качестве первого слоя далее будем считать половину слоя 1 на рис. 1) в виде системы дифференциальных уравнений теплопроводности

где с/р/ - объемная теплоемкость; — теплопроводность; а, - температуропроводность; f¥j — объемная мощность внутренних источников теплоты /-ГО слоя, причем на первом этапе эксперимента: W| = const, W2 = fV3 = W^ = 0 , a на втором этапе

= IVц - 0; Гн( (X) — функции начального распределения температуры; - температура тер-мостатирования.

Эксперимент по измерению теплофизических свойств проводится в два этапа (рис. 2). На первом этапе подводят постоянное напряжение U на нагреватель, в результате чего в слое выделяется теплота с объемной

мощностью УУ,=и2/(ЯУ), где

Рис. 2 Два этапа проведения эксперимента

R - сопротивление нагревателя,

V - объем первого слоя. Дожидаются наступления в системе стационарного состояния и, по измеренной в стационарном состоянии разности между сред-неинтегральной температурой 1-го слоя и температурой термостатирова-ния вычисляют теплопроводность исследуемого образца по формуле

(6)

Формула (6) получена из решения краевой задачи (1) - (5) при Т —> °о . На втором этапе эксперимента подвод напряжения к нагревателю прекращают и с постоянным шагом по времени измеряют разность между средне-

интегральной температурой первого слоя Т| и температурой термостатирова-ния Тд. Отсчет времени на втором этапе начинают с нуля (с момента отключения напряжения питания нагревателя). Температуропроводность исследуемого материала вычисляется из решения нестационарной задачи

размерной температуры в слое многослойной системы, полученное в конце первого этапа эксперимента, Ро = а3т//4 — число Фурье, х-х/1^ - безразмерная координата, (х) — функции, описывающие распределение температуры в слое в конце первого этапа эксперимента.

Решение нестационарной задачи (7) - (11), полученное методом разделения переменных, имеет вид.

где - собственные значения и собственные функции краевой задачи

Штурма-Лиувилля

(13)

При значениях Fo, превышающих некоторое Ро , сумма членов ряда (12) мало отличается от значения первого члена, т.е.

На втором этапе эксперимента предлагается измерять разность среднеин-тегральной температуры первого слоя и температуры термостатирования с постоянным шагом по времени. Поэтому запишем выражение для вычисления среднеинтегральной безразмерной температуры первого слоя

Прологарифмировав последнее выражение, с учетом обозначения

1п 01 (Ро) = -е^о + ЬЯ,, (17)

график которой (рис. 3) представляет прямую линию в интервале ( ро ,Ро ).

По данным второго этапа эксперимента вычисляют среднеинтегральные значения безразмерной температуры первого слоя в моменты времени

) = (7*1,7 (т, ) ■- т0) /(7| „ - Г0),

(18)

где 7*|,/(Ту) - среднеинтегральная температура первого слоя, измеряемая в моменты времени т^ , вычисляют значения чисел Фурье Ро^ = /, строят график функции ^©((Ро) и определяют координаты граничных точек прямолинейного участка построенного графика (1п©1 ,Ро ) И (1п@|,Ро ). Вычисляют первое собственное значение С? краевой задачи (13) - (16) по форму-

1

ле £^=[ln©( — ln©|]/[Fo — Fo ]. Полученное значение cf подставляют в задачу (13) - (16) и решают ее численным методом Рунге-Кутта, подбирая значение параметра Р4 , удовлетворяющее граничным условиям этой задачи. Искомую температуропроводность а^ вычисляют по формуле

Объемную теплоемкость исследуемого материала можно вычислить по формуле

В третьей главе проведен анализ возможных источников погрешностей метода измерения ТФС. Этот анализ показал, что к источникам погрешностей можно отнести: а) погрешности, вызванные невозможностью полностью выполнить допущения (температурное поле в многослойной системе считается одномерным, температура термические сопротивления

на границах слоев отсутствуют, боковые утечки тепла отсутствуют), позволяющие упростить решение задач теплопроводности; б) погрешности задания ТФС слоев многослойной системы; в) погрешности измерения толщины слоев,

разности температур объемной мощности источника теплоты

погрешности, возникающие при решении нестационарной задачи теплопроводности, при отбрасывании всех членов ряда (12) кроме первого; д) погрешности определения первого собственного значения краевой задачи (13) - (16) и

численного решения задачи Штурма — Лиувилля (13) — (16).

Получены расчетные зависимости для оценки погрешностей измерения теплопроводности и температуропроводности. Среднеквадратическая оценка погрешности измерения теплопроводности вычисляется по формуле

Ь = 2(7j „ - Т0) ЩИХ) - A, /(6А.,) - ^ fX2 - h,/1г.

Среднеквадратическая оценка погрешности измерения температуропроводности вычисляется по формуле

В формулах (22), (23) использованы следующие обозначения: Т — моменты времени, которым соответствуют значения чисел Фурье Fo ,Fo ;

абсолютная погрешность измерения времени; безразмерные

среднеинтегральные температуры 1-го слоя, определяемые в моменты времени, которым соответствуют значения чисел Фурье

Анализ расчетных выражений для оценки погрешности измерения теплопроводности показал, что наибольшее влияние на погрешность измерения теплопроводности оказывает погрешность измерения разности температур

Tix — Tq. На рис. 4 представлены полученные графики зависимости

из которых определен диапазон = < < (А.4шах = 0,95) измерения теплопроводности предложенным методом при заданном диапазоне погрешностей

9,5 %<(Д>М/>Ч)СК< 11,5%

В результате выполненного анализа погрешностей даны следующие рекомендации. Для измерения теплопроводности с погрешностью в диапазоне

[9,5 %; 11,5 %] необходимо, чтобы измеренная разность температур Т1х—Т0 попала в диапазон 1... 10 °С. Если полученная в конце первого этапа эксперимента, разность температур не попадает в указанный диапазон, то объемную мощность источника теплоты следует изменить (увеличить или уменьшить) и провести повторный эксперимент.

С целью определения рационального момента окончания 1-го эгапа эксперимента, т.е. момента времени, когда тепловой процесс с приемлемой точностью можно считать стационарным, а также для возможности автоматического (по команде компьютера) прекращения подвода напряжения к нагревателю ИЯ, предложено контролировать значение динамического параметра

где - среднеинтегральные температуры первого слоя, из-

меренные при на первом шаге измерения, на текущем и предыду-

щем шагах измерения, соответственно.

Для определения заданною значения динамического параметра при котором следует заканчивать проведение 1-го этапа эксперимента было проведено численное моделирование первого этапа эксперимента В результате этого определено (рис. 5), что при окончании первого этапа эксперимента при суммарная относительная погрешность измерения теплопроводности не

превысит 15 %.

Анализ расчетной зависимости для вычисления температуропроводности показал, что погрешность измерения а^ зависит от: а) погрешностей измерения толщины слоев, б) погрешностей задания свойств слоев; в) погрешностей измерения разности температур погрешно-

„2.

стей определения первого собственного значения 8| задачи Штурма-Лиувилля (13) - (16); д) погрешности численного решения задачи (13) - (16).

Было проведено численное моделирование температурных полей в измерительной ячейке для 2-го этапа эксперимента. В качестве свойств четвертого слоя были заданы свойства полиметилметакрилата, полистирола и текстолита По результатам численною моделирования вычислена средиеквадратическая погрешность измерения температуропроводности и получены графики зависимости погрешности измерения температуропроводности поли-

метилметакрилата, полистирола и текстолита (кривые 1, 2 и 3 на рис. 6) от выбора граничных точек прямолинейного участка зависимости 1п©|(Ро) .

Результаты моделирования показали (рис. 6), что при измерении свойств веществ, температуропроводность которых лежит в диапазоне (0,7... 1,5) -10 7 м2/с, суммарные погрешности измерения температуропроводности за-

висят от динамического параметра и принимают

наименьшие значения при значениях ©1 из диапазона 0,4 > ©1 > 0,1 . Если на

втором этапе эксперимента контролировать значение динамического параметра то при

значении меньшем, чем

©!з = ©| = 0,1 (рациональный момент окончания 2-го этапа), второй этап следует завершить, что позволяет сократить время его проведения.

При вычислении методом 2

наименьших квадратов первого собственного значения краевой задачи Штурма-Лиувилля (13) - (16) следует использовать экспериментальные данные из диапазона При этом, как видно из рис. 6, относительная погрешность измерения температуропроводности не превысит 10 %.

В четвертой главе приведено описание технических средств, математического, алгоритмического и программного обеспечения автоматизированной установки (АУ) для измерения ТФС РП.

АУ состоит (рис. 7) из измерительной ячейки (ИЯ), жидкостного термостата 4, измерительного блока (ИБ) и персонального компьютера (ПК).

Алгоритм функционирования АУ заключается в следующем.

Исследуемые образцы одинаковых размеров помещают в ИЯ (рис. I, 7 и 8). Включают термостат 4 (рис. 7), обеспечивающий циркуляцию воды через теплообменники ИЯ и поддержание постоянной температуры на внешних поверхностях исследуемых образцов. Термометром сопротивления 3, изготовленным из медной проволоки, измеряют температуру Термометром сопротивления 2, расположенным в первом слое физической модели (рис. 1), измеряют среднеинтегральную температуру источника теплоты. Указанные термометры сопротивления, включены в мостовую измерительную схему 5, питаемую от источника питания 6, так, что выходное напряжение с мостовой схемы является функцией разности температур Выходной сигнал

усиливается усилителем 8 и поступает на АЦП 9. ПК регистрирует изменение разности температур во времени. Соединение нагревателя / с блоком питания 7 контролируется ПК посредством ЦАП 10 и реле XV. В конструкции измерительной ячейки обеспечен минимальный контакт образцов РП с воздухом.

Рис 8 Конструкция измерительной ячейки:

I,2 — корпуса; 3,4- крышки; 5,6— входные штуцера;

7,8 — отверстия; 9 - выходные штуцера; 10 - кольцо нижнее;

II, 12 -детали, образующие слои модели на рис. 1; 13 - кольцо верхнее,

14- проточка для термометра сопротивления 3 (рис. 7)

Математическое обеспечение АУ включает математические модели стационарного и нестационарного температурных полей в ИЯ, выражения для теоретических оценок погрешностей измерения, а также вспомогательные методы, а именно, численные методы решения задачи (13) - (16) и методы математической статистики для обработки результатов измерений ТФС.

Методика измерения ТФС показана на рис. 9. Пунктиром показаны новые измерительные операции.

Рис. 9 Методика проведения эксперимента

В конце главы приведены алгоритмы работы программ контроля и управления ходом эксперимента и обработки экспериментальных данных.

В пятой главе по результатам серии экспериментов с хорошо изученными веществами (полиметилметакрилатом, текстолитом и полистиролом) получены оценки случайных погрешностей измерения ТФС, значения которых для отдельного результата измерения теплопроводности не превышают 9,5 %, температуропроводности 7,5 % (при доверительной вероятности 0,95).

Приведена методика уменьшения систематических погрешностей путем введения поправок в результаты измерения ТФС по формулам

где — исправленные результаты измерения ТФС, ^4,04 - вычисленные

по экспериментальным данным значения ТФС. Значения поправок Р-, ,Ри в результаты измерения ТФС определены по данным экспериментов с хорошо изученными веществами (полиметилметакрилатом и текстолитом).

Проведено исследование изменения ТФС образцов РП в процессе регенерации. Для этого экспериментально определялось время полной отработки регенеративного продукта путем продувки через образец 1 (см. рис. 10), расположенный между пружинами 2 в обечайке 3, газовоздушной смеси (ГВС) с заданными параметрами (расход, концентрация влажность, температура).

Так как в процессе отработки происходит разогрев РП, величину которого можно измерить термопарой 4, то по снижению температуры (рис. 11) можно судить об отработке РП. Полученные данные показали, что при заданных в эксперименте параметрах ГВС время полной отработки РП в исследуемом образце составляет 200 мин. На полученном интервале (0,200) мин взято несколько точек Т, (рис.11) и через каждый из образцов продувалась ГВС в течение времени после чего измерялись их ТФС.

Аппроксимация полученных экспериментальных данных с использованием метода наименьших квадратов показала (рис. 12) небольшую зависимость теплопроводности и температуропроводности от времени отработки РП.

В заключительном параграфе пятой главы показано практическое использование результатов измерения ТФС РП для расчетов температурных полей в регенеративном патроне. Результаты таких расчетов позволили выработать рекомендации по тепловой защите изделий, содержащих РП. 14

В приложениях описана мостовая измерительная схема и схема усилителя, приведены сведения об экспериментальном определении поправок в результаты измерения ТФС, предложен способ определения количества теплоты, выделяемого РП в процессе отработки, приведены данные исследования ТФС РП, а также документы об использовании результатов работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1 На основании выполненного анализа требований к методу и устройству для измерения ТФС разработана физическая модель измерительной ячейки, представляющая собой симметричную плоскую многослойную систему, в центральном слое которой расположен источник теплоты. Мощность этого источника на первом этапе эксперимента постоянна, а на втором этапе - равна нулю. Для разработанной физической модели поставлены и решены стационарная и нестационарная краевые задачи теплопроводности.

2 Разработан метод, обеспечивающий повышение точности измерения ТФС образцов регенеративных продуктов за счет выбора оптимальных конструктивных параметров измерительной ячейки и режимных параметров проведения эксперимента. К оптимальным конструктивным параметрам измерительной ячейки относятся: а) симметрия разработанной физической модели, позволяющая отказаться от использования тепломеров для измерения теплового потока и использования эталонных материалов в конструкции измерительной ячейки; б) форма используемого датчика среднеинтегральнои температуры, имеющего большую площадь и малую толщину, что позволяет исключить погрешности, которые могли бы возникнуть при попадании малогабаритного датчика температуры в канал исследуемого образца. К режимным параметрам разработанного метода относятся рациональная длительность этапов эксперимента, определяемая путем контроля значений предложенных динамических параметров, и рациональная мощность нагревателя измерительной ячейки, выбор которой обусловлен значением разности температур, измеренной в конце первого этапа.

3 На основе выполненного анализа определен доминирующий источник погрешности определения теплопроводности - измеряемая разность температур. Выработаны рекомендации по уменьшению погрешности определения теплопроводности, заключающиеся в изменении мощности нагревателя и повторном проведении эксперимента в случае выхода измеряемой разности температур из заданного диапазона. Определена зависимость погрешности измерения температуропроводности от динамического параметра В целях повышения точности вычисления температуропроводности при расчетах ее значений рекомендовано использовать экспериментальные данные 2-го этапа

из диапазона

4 Разрабогана автоматизированная установка для измерения ТФС образцов регенеративных продуктов. Предложено алгоритмическое обеспечение для разработанной установки, включающее алгоритмы как управления процессом измерения, так и обработки экспериментальных данных.

5 Проведены эксперименты, позволившие оценить случайные и систематические погрешности измерения ТФС. Предложена методика, позволяющая уменьшить систематические погрешности путем введения поправок в результаты измерения.

6 Измерены теплофизические свойства РП на основе надпероксида калия. Результаты работы приняты к использованию во ФГУП ТамбовНИХИ" в рамках работ по совершенствованию конструкции регенеративных патронов с целью повышения их термостойкости. От внедрения работы получен экономический эффект на сумму 80 тыс. р. Ожидаемый экономический эффект составляет 50 тыс. р.

Основные материалы, отражающие результаты диссертационной работы, изложены в следующих публикациях:

1 Балабанов П.В. Математическая модель методз и устройства для измерения теп-лофизических свойств регенеративных веществ/ П В. Балабанов, СВ. Пономарев. Е.С. Пономарева // Труды ТГТУ: Сб. науч. ст. Вып. 11. Тамбов, 2002. С. 13 - 16.

2 Пономарев СВ. Метод и устройство для измерения теллофизических характеристик регенеративных продуктов / СВ. Пономарев, П В. Балабанов, Е.С. Пономарева // Измерительная техника. 2003. № 9. С. 51 - 54.

3 Пономарев С В. Комплексное определение теплофизичсских характеристик материалов / СВ. Пономарев, А В. Трофимов, П.В. Балабанов // Измерение, контроль, информатизация: Матер Межд> нар. науч.-техн конф. "ИКИ-2003". Барнаул. 2003 С 80-81.

4 Пономарев СВ. Оценка погрешностей измерения теплофизических свойств твердых материалов / С В. Пономарев, II В. Балабанов, А.В. Трофимов // Измерительная техника. 2004. № 1.С. 44-47.

5 Трофимов А В. Повышение точности измерения теплопроводности путем введения критерия управления ходом измерения / А В. Трофимов, П.В. Балабанов // Метрология, стандартизация, сертификация и управление качеством продукции: Программа, матер, школы-семинара / ТГТУ Тамбов, 2003 С. 137.

6 Балабанов П.В. Повышение точности измерения темперагуропроводности путем введения критерия управления ходом измерения // Метрология, стандартизация, сертификация и управление качеством продукции: Программа, матер, школы-семинара/ ПТУ. Тамбов, 2003. С. 93.

7 Пономарев СВ. Математическая обработка результатов при измерении теплопроводности и температуропроводности методом, аналогичным регулярному режиму первою рода / СВ. Пономарев, П В. Балабанов // Вестник ТГТУ. 2003. Т.9. № 3. С. 382 - 390.

8 Балабанов П.В. Исследование закономерности изменения теплофизическич характеристик регенеративных продуктов в процессе регенерации / П.В. Балабанов. С В. Пономарев // VIII Науч. конф ТГТУ: Пленар. докл. и кр. тез. Ч. 1. Тамбов, 2003. С. 73 - 74.

9 Балабанов П В. Влияние скорости газового потока, проходящего через регенеративный продукт, на скорость хемосорбции / П В. Балабанов, СВ. Пономарев // VIII Науч. конф. ТГТУ: Пленар. докл. и кр. тез. Ч. 1. Тамбов, 2003. С. 72 - 73.

10 Пономарев СВ. Математическое моделирование теплопереноса в процессе раене-рации воздуха / СВ. Пономарев, П.В. Балабанов // XVI Межд. "Математические методы в технике и технологиях" / СПб.: Изд-во СПбГТИ (ТУ), 2003. С. 66 - 68.

11 Балабанов П В. Задача о нахождении распределения температуры в изолированном цилиндрическом теле при воздействии внешних источников тепла/ П В. Балабанов. С В. Пономарев // Труды ТГТУ: Сб. науч. ст. Вып. 13. Тамбов, 2003. С. 132 - 135.

Подписано к печати 12 05 2004 Гарнитура Times New Roman. Формат 60 х 84/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Объем: 0,93 усл. печ. л.: 1,0 уч.-изд. л. Тираж 100 экз. С. 352

Издательско-полиграфический центр ТГТУ 392000, Тамбов, Советская, 106. к. 14

p118 9 7

Введение.

Глава 1. Обзор методов и устройств для измерения теплофизических свойств твердых неметаллических материалов.

1.1. Стационарные методы измерения теплофизических свойств материалов и приборы их реализующие.

1.1.1. Методы плоского слоя.

1.1.2. Методы цилиндрического слоя.

1.1.3. Методы шарового слоя.

1.2. Нестационарные методы измерения теплофизических свойств и приборы их реализующие.

1.2.1. Методы регулярного теплового режима первого рода.

1.2.2. Методы регулярного теплового режима второго рода.

1.2.3. Методы регулярного теплового режима третьего рода.

1.3. Комплексные методы измерения теплофизических свойств и приборы их реализующие.

1.3.1. Методы бесконтактного неразрушающего контроля теплофизических свойств.

1.3.2. Импульсные методы измерения теплофизических свойств.

1.3.3. Зондовые методы измерения теплофизических свойств.

1.3.4. Методы стационарного теплового потока.

1.4. Выводы и постановка задачи исследования.

Глава 2. Теоретические основы метода измерения теплофизических свойств регенеративных продуктов.

2.1. Анализ требований к методу и устройству для измерения теплофизических свойств.

2.2. Физическая модель измерительной ячейки.

2.3. Математическая модель температурного поля в измерительной ячейке.

2.3.1. Математическая модель температурного поля в измерительной ячейке на стационарной стадии теплопереноса.

2.3.2. Математическая модель температурного поля в измерительной ячейке на нестационарной стадии теплопереноса.

2.4. Общая методика проведения эксперимента и обработки экспериментальных данных.

2.5. Выводы.

Глава 3. Теоретические оценки погрешностей измерения теплофизических свойств.

3.1. Анализ источников погрешностей.

3.2. Теоретическая оценка погрешности измерения теплопроводности.

3.2.1. Получение расчетных зависимостей для вычисления теоретической погрешности измерения теплопроводности.

3.2.2. Анализ расчетных зависимостей для оценки погрешности измерения теплопроводности.

3.2.3. Определение критерия окончания первого этапа эксперимента.

3.3. Теоретическая оценка погрешности измерения температуропроводности.

3.3.1. Получение расчетных зависимостей для вычисления теоретической погрешности измерения температуропроводности.

3.3.2 Анализ расчетных зависимостей для оценки погрешности определения температуропроводности.

3.4. Выводы.

Глава 4. Автоматизированная установка для измерения теплофизических свойств.

4.1. Технические средства автоматизированной установки.

4.1.1. Конструкция измерительной ячейки.

4.1.2. Структурная схема автоматизированной установки.

4.2. Математическое обеспечение автоматизированной установки.

4.3. Алгоритмическое и программное обеспечение.

4.3.1. Алгоритм работы программы контроля и управления ходом эксперимента.

4.3.2. Алгоритмы работы подпрограмм расчета теплофизических свойств и оценки погрешностей.

4.4. Порядок проведения эксперимента и алгоритм функционирования автоматизированной установки.

4.5. Выводы.

Глава 5. Практическое использование автоматизированной установки при измерениях теплофизических свойств различных веществ.

5.1. Метрологическое исследование автоматизированной установки.

5.1.1. Экспериментальное определение поправок, позволяющих уменьшить систематические погрешности измерения.

5.1.2. Исследование теплофизических свойств хорошо изученных веществ с целью определения случайных погрешностей измерения.

5.2. Исследование теплофизических свойств регенеративного продукта на основе надпероксида калия.

5.2.1. Объект исследований.

5.2.2. Исследование изменения эффективных теплофизических свойств образцов регенеративного продукта в процессе регенерации.

5.3. О практическом использовании результатов измерения теплофизических свойств регенеративных продуктов.

5.3.1. Математическая модель для вычисления температурного поля в регенеративном патроне.

5.3.2. Методика выбора тепловой защиты регенеративных патронов.

5.4. Выводы.

Актуальность темы диссертационной работы. Системы регенерации атмосферы, предусматривающие полную изоляцию человека от окружающей среды или регенерацию атмосферы внутри герметично замкнутого помещения, применяются во многих сферах деятельности человека. Они используются в качестве индивидуальных и коллективных средств защиты в различных критических ситуациях, при воздействии оружия массового поражения в боевых условиях, при спасении во время пожара, при авариях в шахтах.

Процессы восстановления атмосферы с помощью современных средств регенерации связаны с использованием хемосорбентов и сорбентов (регенеративных продуктов) для удаления диоксида углерода и выделения кислорода, т.е. поддержания необходимого газового состава атмосферы для обеспечения жизнедеятельности человека.

Современное производство требует разработки новых средств регенерации атмосферы и усовершенствования уже существующих. Непрерывно разрабатываются новые системы регенерации воздуха и регенеративные продукты (РП). Изучение свойств новых РП, в том числе и теплофизических, является актуальной задачей.

Результаты измерения теплофизических свойств (ТФС) используются для расчетов температурных полей в регенеративных патронах. Такие расчеты позволяют определять оптимальные тепловые режимы работы регенеративных продуктов, что позволяет повысить качество средств регенерации, а также определять конструктивные параметры регенеративных патронов, в частности, определять толщину и материал тепловой защиты.

В химических аппаратах (регенеративных патронах) РП наиболее часто применяются в виде блоков, имеющих форму круглых многоканальных дисков. В связи с этим, использование методов, предполагающих измерение температур в одной или нескольких точках образца нежелательно. Это связано с тем, что в процессе измерения, датчик температуры, например термоэлектрический термометр, может попасть в канал блока и измерять температуру не РП, а воздуха в канале. В силу того, что РП обладают высокой химической активностью, измерительные устройства должны обеспечивать минимальный контакт исследуемых образцов с воздухом. В процессе измерения перегрев образца не должен вызывать протекание химической реакции в РП.

Выполненный литературный обзор, приведенный в диссертационной работе, показал, что не существует методов измерения комплекса ТФС РП, разработанных с учетом специфических особенностей РП, их высокой химической активности и формы образцов. Известные методы измерения требуют адаптации применительно к измерению свойств указанных материалов.

Поэтому задача создания метода и установки, позволяющих измерять теплофизические свойства регенеративных продуктов, является важной и актуальной.

Цель работы. Целью работы является разработка метода и устройства, обеспечивающих повышение точности измерения ТФС блоков из регенеративных продуктов при рациональных затратах времени на проведение эксперимента.

Для достижения этой цели были поставлены и решены следующие задачи:

1. Разработать физическую модель измерительной ячейки и математическую модель температурного поля в измерительной ячейке.

2. Разработать метод, позволяющий повысить точность измерения комплекса ТФС блоков из регенеративный продуктов, при сокращении длительности проведения этапов эксперимента.

3. Провести анализ источников погрешностей измерения ТФС разработанным методом измерения.

4. Дать теоретические оценки погрешностей измерения ТФС разработанным методом измерения.

5. На основании выполненного анализа источников погрешностей и теоретических оценок погрешностей измерения ТФС разработать конструкцию измерительной ячейки.

6. Разработать техническое и алгоритмическое обеспечение автоматизированной установки для измерения ТФС регенеративных продуктов (РП).

7. Провести измерения ТФС веществ, свойства которых известны, и экспериментально оценить погрешности измерений с использованием разработанного метода и установки.

8. Провести исследование теплофизических свойств регенеративного продукта на основе надпероксида калия (КОг).

Предмет исследования. Предметом исследования является разработка совокупности технических средств, математического и алгоритмического обеспечения метода и автоматизированной установки для измерения ТФС регенеративных продуктов.

Методы исследования. В диссертационной работе были использованы методы математической физики, численные методы, методы математической статистики.

Научная новизна.

1. На основе полученных решений стационарной и нестационарной краевых задач теплопроводности для многослойной плоской симметричной физической модели разработан метод измерения теплофизических свойств образцов регенеративных продуктов, позволяющий повысить точность измерения за счет выбора оптимальных конструктивных параметров измерительной ячейки и режимных параметров проведения эксперимента.

2. Разработано алгоритмическое обеспечение процессов измерения и обработки экспериментальных данных, позволяющее автоматизировать управление экспериментом, сократить длительность его этапов и повысить точность измерений, включающее в себя: а) контроль предложенных динамических параметров в ходе первого и второго этапов эксперимента в целях определения рациональных моментов их окончания; б) выделение на втором этапе экспериментальных данных, соответствующих диапазону динамического параметра 0,1 < 0] < 0,4, в целях повышения точности измерения температуропроводности; в) методику уменьшения систематических погрешностей путем введения поправок в результаты измерения теплофизических свойств.

3. На основе выполненного метрологического анализа определены доминирующие источники погрешностей и получены зависимости погрешностей измерения теплофизических свойств от измеряемой разности температур и от динамических параметров, что позволило выработать рекомендации по повышению точности измерения.

Практическая значимость.

Создана автоматизированная установка для измерения ТФС РП. Предложены программы управления ходом эксперимента и обработкой экспериментальных данных. Результаты исследования ТФС РП использовались при математическом моделировании температурных полей в регенеративных патронах, что позволило решить задачу тепловой защиты средств регенерации воздуха и повысить их качество.

Результаты диссертационной работы приняты к использованию в Тамбовском научно - исследовательском химическом институте (ФГУП Тамбов-НИХИ) в 2004 г.

Апробация работы.

Основные результаты диссертационной работы докладывались в ходе школы-семинара молодых ученых "Метрология, стандартизация, сертификация и управление качеством продукции" (Тамбов, 2003), на международной научно-технической конференции "Измерение, контроль, информатизация" (Барнаул, 2003), на VIII научной конференции ТГТУ (Тамбов, 2003), на XVI международной научной конференции "Математические методы в технике и технологиях" (Санкт-Петербург, 2003).

Публикации,

Теоретические и практические результаты диссертационной работы опубликованы в 11 научных статьях и тезисах докладов.

На защиту выносятся следующие результаты:

1. Разработанные физическая модель измерительной ячейки и математическая модель температурного поля в измерительной ячейке.

2. Разработанный метод измерения ТФС регенеративных продуктов, позволяющий повысить точность измерения и сократить время первого и второго этапов эксперимента за счет определения рациональных моментов их окончания путем контроля значений предложенных в работе динамических параметров.

3. Результаты анализа источников погрешностей, полученные теоретические оценки погрешностей измерения ТФС и рекомендации по повышению точности измерения ТФС.

4. Созданная автоматизированная установка для измерения ТФС.

5. Результаты экспериментальной оценки погрешностей метода и устройства по измерениям веществ с известными ТФС.

6. Результаты экспериментального исследования ТФС регенеративного продукта на основе надпероксида калия.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений.

5.4. Выводы

1) Проведены метрологические исследования автоматизированной установки для измерения ТФС РП. а) Определены поправки, в результаты измерения ТФС, позволяющие уменьшить систематические погрешности измерения; б) Определены случайные погрешности измерения ТФС, значения которых для отдельного результата измерения теплопроводности не превышают 9,5%, температуропроводности 7,5% (при доверительной вероятности 0,95).

2) Исследованы ТФС образцов из РП.

3) Составлена математическая модель температурного поля в регенеративном патроне. а) Дано аналитическое и численное решение предложенной математической модели; б) Проведено сравнение результатов численного решения и аналитического.

4) Показана общая методика выбора тепловой защиты регенеративных патронов.

131

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной диссертационной работе получены следующие результаты.

1. Проведен патентный поиск и литературный обзор ранее известных методов и средств измерения теплофизических свойств твердых материалов. Показаны достоинства и недостатки каждого из методов измерения. Результатом проведенного обзора является следующий вывод. До настоящего времени не существовало методов и устройств для измерения ТФС регенеративных продуктов, разработанных с учетом специфических особенностей указанных продуктов. Существующие методы измерения требуют адаптации применительно к измерениям ТФС регенеративных продуктов. Поэтому разработка метода и устройства для измерения теплофизических свойств регенеративных продуктов является актуальной задачей. Сформулирована цель и поставлены задачи исследования.

2. Учитывая:

- используемые геометрические размеры образцов регенеративных продуктов,

- особенности их практического применения, а именно, наличие каналов в образцах,

- высокую химическую активность регенеративных продуктов к углекислому газу и парам воды, содержащимся в воздухе, сформулированы требования к методу и устройству для измерения ТФС регенеративных продуктов.

3. На основании выполненного анализа требований к методу и устройству для измерения ТФС разработана физическая модель измерительной ячейки, представляющая собой симметричную плоскую многослойную систему, в центральном слое которой расположен источник теплоты. Мощность этого источника на первом этапе эксперимента постоянна, а на втором этапе - равна нулю. Для разработанной физической модели поставлены и решены стационарная и нестационарная краевые задачи теплопроводности.

4. Разработан метод измерения, предусматривающий определение ТФС в два этапа, а именно, теплопроводности на стационарной стадии теплопереноса, температуропроводности на нестационарной стадии. В ходе эксперимента предложено осуществлять контроль значений экспериментально определенных динамических параметров. Причем на первом этапе эксперимента контролируют значения динамического параметра (Гц-Гц-.) у = 1 - Л-7=- / , а на втором этапе эксперимента контролируют значе

7-1.1 - Г,Л) ния динамического параметра ®\j = --. Использование предложенных

00 ~ динамических параметров позволяет определить рациональные моменты окончания 1 и 2 этапов эксперимента.

5. Проведен анализ источников погрешностей и дана теоретическая оценка погрешностей измерения ТФС разработанным методом.

На основе выполненного метрологического анализа определен доминирующий источник погрешности определения теплопроводности - измеряемая разность температур. Выработаны рекомендации по уменьшению погрешности определения теплопроводности, заключающиеся в изменении мощности нагревателя и повторном проведении эксперимента в случае выхода измеряемой разности температур из заданного диапазона. Определена зависимость погрешности измерения температуропроводности от динамического параметра ©1. В целях повышения точности вычисления температуропроводности при расчетах ее значений рекомендовано использовать экспериментальные данные 2-го этапа из диапазона 0,1 < ©, < 0,4.

При у3>0,97 рекомендуется завершить проведение 1-го этапа эксперимента.

При значении (^меньшем 0,1 рекомендуется завершить второй этап эксперимента.

6. Разработана и изготовлена автоматизированная измерительная установка, позволяющая измерять теплофизические свойства образцов РП толщиной 7-10 мм в диапазоне теплопроводности 0,05.0,95 Вт/(мК) и темпера

7 2 туропроводности (0,7.1,5)-10 м/с при проведении эксперимента и обработки экспериментальных данных в автоматическом режиме.

Предложено алгоритмическое обеспечение для разработанной установки, включающее алгоритмы как управления процессом измерения, так и обработки экспериментальных данных.

7. Проведены эксперименты по измерению ТФС хорошо изученных веществ. Данные эксперименты позволили оценить случайные погрешности измерения и определить значения поправок в результаты измерения ТФС, введение которых позволяет повысить точность измерения. По результатам метрологической обработки серии экспериментов с хорошо изученными веществами, после введения поправок в результаты измерения ТФС, получены следующие предельные значения относительных случайных погрешностей отдельных результатов измерения теплопроводности 9,5% и температуропроводности 7,5% при доверительной вероятности 0,95.

8. Исследованы теплофизические свойства регенеративного продукта на основе надпероксида калия. Полученные результаты позволили провести математическое моделирование температурного поля в регенеративном патроне. Результаты такого моделирования позволили усовершенствовать конструкцию регенеративных патронов, а именно снизить их пожароопасность путем тепловой защиты регенеративного продукта. В результате внедрения работы во ФГУП "ТамбовНИХИ" получен экономический эффект.

1. Лыков А. В. Теория теплопроводности. М.: Высш. шк., 1967.599 с.

2. Осипова В. А. Экспериментальное исследование процессов теплообмена. М.: Энергия, 1964. - 286 с.

3. Чиркин B.C. Теплопроводность промышленных материалов. М.: Машгиз, 1962. - 245 с.

4. Платунов Е. С. Теплофизические измерения и приборы / Е.С. Пла-тунов, С.Е. Буравой, В.В. Курепин, Г.С. Петров; под общ. ред. Е.С. Платуно-ва. Л.: Машиностроение, 1986. - 256 с.

5. Кондратьев Г.М. Тепловые измерения. М.: Машгиз, 1956. - 253 с.

6. Варганов И. С. Современное состояние и основные проблемы тепловых методов неразрушающего контроля / И. С. Варганов, Т. Г. Лебедев, В. В. Конков // Промышленная теплотехника, 1983. Т.З. - №3. - С. 80-93.

7. Козлов В. П. Методы неразрушающего контроля при исследовании теплофизических характеристик твердых материалов/ В. П. Козлов, А. В. Станкевич // Инженерно-физический журнал. 1984. - Т.47. - №2. - С. 250255.

8. Карслоу Г. Теплопроводность твердых тел / Г. Карслоу, Д. Егер. -М.: Наука, 1964. 488 с.

9. Фесенко А. И. Цифровые устройства для определения теплофизических свойств материалов. М.: Машиностроение, 1981. - 238 с.

10. Пономарев С. В. Методы и устройства для измерения эффективных теплофизических характеристик потоков технологических жидкостей/ С. В. Пономарев, С. В. Мищенко. Тамбов: Тамб. гос. техн. ун-т, 1997. - 249 с.

11. Чудновский А.Ф. Теплофизические характеристики дисперсных материалов. М.: Издательство физико-математической литературы, 1962. -256 с.

12. А. с. 1032381 СССР, МКИ3 G 01 N 25/18. Способ определения теплопроводности материалов / Е. А. Высочанский, А. Г. Гуревич, Б. А. Слав-ский и др. -№ 3294485/18-25; Заявлено 02.06.81 // Открытия. Изобретения. -1983.-№28.-С. 178.

13. А. с. 1337749 СССР, МКИ G 01 N 25/18. Способ измерения теплопроводности / Д. А. Буре, Г. В. Буйко, С.-А. В. Маркявичюс и др. № 4000355/29-25; Заявлено 30.12.85 // Открытия. Изобретения. - 1987. - №34. -С. 175-176.

14. А. с. 1073664 СССР, МКИ3 G 01 N 25/18. Способ определения теплопроводности материалов /А. Г. Гуревич. № 3502702/18-25; Заявлено 25.10.82 // Открытия. Изобретения. - 1984. - №6. - С. 150.

15. А. с. 1086379 СССР, МКИ3 G 01 N 25/18. Способ определения коэффициента теплопроводности твердых тел / А. В. Щербаков, Л. И. Ройзен. -№ 3527693/18-25; Заявлено 27.12.82 // Открытия. Изобретения. 1984. -№14.-С. 150.

16. А. с. 1111084 СССР, МКИ3 G 01 N 25/18. Способ определения теплопроводности материалов / Э. В. Осипов, А. И. Шевченко. № 3632854/1825; Заявлено 12.08.83 // Открытия. Изобретения. - 1984. - №32. - С. 128.

17. А. с. 1130786 СССР, МКИ G 01 N 25/18. Устройство для определения теплофизических свойств в стационарном режиме / А. П. Дурович, Д. С. Лычников, А. В. Павлин. № 3463092/24-25; Заявлено 05.07.82 // Открытия. Изобретения. - 1984. -№47. - С. 125.

18. Курепин В.В. Принципы построения рядов промышленных теплофизических приборов // Пром. теплотехника. 1981. - Т. 3. - №1. - С. 3-10.

19. Осипова В. А. Экспериментальное исследование процессов теплообмена. М.: Энергия, 1969. - 391 с.

20. А. с. 1038852 СССР, МКИ G 01 N 25/18. Способ определения теплопроводности материалов и устройство для его осуществления/ Д. Ж. Те-мирбаев// Открытия. Изобретения. 1984. -№32.

21. А. с. 1562819 СССР, МКИ5 G 01 N 25/18. Способ определения теплофизических характеристик материала / Г. М. Коваль, И. И. Прядко, Н. Н. Новиков и др. № 4337623/31-25; Заявлено 04.12.87 // Открытия. Изобретения. - 1990. -№17. -С. 224.

22. А. с. 1059493 СССР, МКИ G 01 N 25/18. Устройство для определения теплофизических характеристик неэлектропроводных материалов// Р. Б. Сендерович// Открытия. Изобретения. 1984. - №45.

23. Лыков А. В. Тепломассообмен. М.: Энергия, 1978. - 480 е., ил.

24. Кондратьев Г.М. Регулярный тепловой режим. М.: Гостехиздат, 1954.-408 с.

25. Дульнев Г. Н. Процессы переноса в неоднородных средах / Г. Н. Дульнев, В. В. Новиков. Л.: Энергоатомиздат, 1991. - 248 с.

26. Коздоба Л. А. Методы решения нелинейных задач теплопроводности. М.: Наука, 1975. - 228 с.

27. Беляев Н. А. Методы теории теплопроводности / Н. А. Беляев, А. А. Рядно. М.: Высш. школа, 1982. - 327 с.

28. А. с. 1460684 СССР, МКИ4 G 01 N 25/18. Способ определения температуропроводности материалов / В. П. Конышев. № 4124186/31-25; Заявлено 09.06.86 // Открытия. Изобретения. - 1989. - №7. - С. 248.

29. А. с. 1539629 СССР, МКИ5 G 01 N 25/18. Способ определения теплофизических характеристик материалов / В. П. Конышев, Н. Н. Ивашенко-ва, Г. В. Назарова. № 4344607/31-25; Заявлено 16.12.87 // Открытия. Изобретения. - 1990. - №4. - С. 164.

30. А. с. 1608534 СССР, МКИ5 G 01 N 25/18. Способ определения температуропроводности материалов / И. М. Драбкин. № 4231755/31-25; Заявлено 09.03.87 // Открытия. Изобретения. - 1990. - №43. - С. 163-164.

31. А. с. 1165958 СССР, МКИ4 G 01 N 25/18. Способ измерения коэффициента теплопроводности / В. В. Курепин, Е. С. Платунов, Н. В. Нимен-ский и др. № 3661943/24-25; Заявлено 21.11.83 // Открытия. Изобретения. -1985.-№25.-С. 150.

32. А. с. 1562820 СССР, МКИ5 G 01 N 25/18. Способ определения теплофизических характеристик материалов / А. В. Ковалев, В. И. Телечкун, В. Н. Пахомов и др. № 4412021/31-25; Заявлено 19.04.88 // Открытия. Изобретения. - 1990. -№17. - С. 224-225.

33. А. с. 1578612 СССР, МКИ5 G 01 N 25/18. Способ измерения теплопроводности/ С. Е. Буравой, В. В. Курепин, В. М. Козин и др. № 4450862/31-25; Заявлено 23.05.88 // Открытия. Изобретения. - 1990. - №16. -С. 189.

34. А. с. 1578612 СССР, МКИ5 G 01 N 25/18. Способ определения теплопроводности материалов/ Л. М. Драбкин. № 4492345/31-25; Заявлено 19.09.86 // Открытия. Изобретения. - 1990. - №26. - С. 196.

35. А. с. 1038851 СССР, МКИ3 G 01 N 25/18. Способ определения температуропроводности твердых тел/ М. Е. Гуревич, А. И. Носарь. № 3420993/18-25; Заявлено 12.04.82 // Открытия. Изобретения. - 1983. - №32. -С. 175-176.

36. А. с. 1603271 СССР, МКИ G01N 25/18. Способ измерения коэффициента температуропроводности материалов / А. Д. Ивлиев, А. А. Куриченко, А. Н. Поздеев и др.- № 4382359/31-25; Заявлено 25.02.88 // Открытия. Изобретения. 1990.-№40.-С. 185.

37. Пат. 2224244 RU, G 01 N 25/18. Способ температурных волн для определения теплофизических свойств материалов/ И. Н. Ищук. -№2001130664/28; Заявл. 12.11.2001 //Изобретения. Полезные модели. -2004. -№5.

38. Платунов Е.С. Теплофизические измерения в монотонном режиме.- Л.: Энергия, 1973.- 100 с.

39. Беляев Н. М. Методы нестационарной теплопроводности /Н. М. Беляев, А. А. Рядно. М.: Высш. шк., 1978. - 328 с.

40. Волькенштейн B.C. Скоростной метод определения теплофизических характеристик материала. М.: Энергия, 1971. - 172 с.

41. Власов В.В. Автоматизированные устройства для определения теплофизических характеристик твердых материалов/ В. В. Власов и др. М.: Машиностроение, 1977.- 192 с.

42. Пат. 2208778 RU, G 01 N 25/18. Способ бесконтактного неразру-шающего контроля теплофизических свойств материалов/ В.Н. Чернышов, Э.В. Сысоев, А.В. Чернышов. № 2001101230/28; Заявл. 12.01.2001 // Изобретения. Полезные модели. - 2003. - №20.

43. Пат. 2216011 RU, G 01 N 25/18. Способ комплексного определения теплофизических характеристик вещества/ Е. П. Тетерин, Д.С. Потехин и др.- № 2001100748/28; Заявл. 09.01.2001 // Изобретения. Полезные модели. -2003.- №31.

44. Пат. 2221239 RU, G 01 N 25/18. Способ определения температуропроводности материалов/ Н. А. Озерной, Н.А. Ус. № 2001102670/28; Заявл. 31.01.2001 // Изобретения. Полезные модели. - 2004. - №1.

45. Пат. 2192000 RU, G 01 N 25/18. Способ неразрушающего контроля теплофизических характеристик материалов / М. Г. Клебанов, В. В. Обухов,

46. Т. А. Фесенко. №2000123040/28; Заявл. 04.09.2000 // Изобретения. Полезные модели. - 2002. - №30. - С. 346.

47. Пат. 2224245 RU, G 01 N 25/18. Способ определения теплофизических характеристик материалов/ А. Б. Власов. №2002108341/28; Заявл. 02.04.2002 // Изобретения. Полезные модели. - 2004. - №5.

48. Чернышева Т.И. Методы и средства неразрушающего контроля теплофизических свойств материалов/ Т.И. Чернышева, В.Н. Чернышов. М.: Машиностроение, 2001. - 240 с.

49. Чернышов В.Н. Разработка и исследование методов и информационно-измерительных систем неразрушающего контроля теплофизических характеристик твердых материалов: Дисс. канд. техн. наук: 05.11.13. Л., 1980 . - 242 с.

50. А.с. 1122955 СССР, МКИ G 01 N 25/18. Способ определения теплофизических характеристик материалов / Т. И. Чернышева, В. Н. Чернышов-№ 3610914/31-25; Заявлено 29.06.83 // Открытия. Изобретения. 1984. - №41.

51. Пат. 2125258 RU, G 01 N 25/18. Способ и устройство для идентификации комплекса теплофизических свойств твердых материалов/ А. Е. Боя-ринов, А. Е. Власов, Б. И. Герасимов и др. №95110077/25; Заявл. 14.06.95 // Изобретения. Полезные модели. - 1999. - №2.

52. Власов В. В. Теплофизические измерения: Справочное пособие / В. В. Власов, Ю. С. Шаталов, Е. Н. Зотов и др. Тамбов: ВНИР-Тмаш, 1975. -253 с.

53. Пат. 2170423 RU, G 01 N 25/18. Термозонд для неразрушающего контроля теплофизических свойств материалов и готовых изделий / В. Н. Чернышов, 3. М. Селиванова. №2000112296/28; Заявл. 16.05.2000 // Изобретения. Полезные модели. - 2001. - №19.

54. А. с. 1573403 СССР, МКИ5 G 01 N 25/18. Способ измерения температуропроводности материалов/ Л. К. Шведов, В. М. Барановский, В. Н. Кестельман-№ 447330431/31-25; Заявлено 27.05.88 // Открытия. Изобретения. -1990.-№23.-С. 205.

55. А. с. 1318885 СССР, МКИ4 G 01 N 25/18. Способ измерения теплопроводности материалов / М. А. Утемесов, А. П. Шейда. № 4020150/31-25; Заявлено 29.11.86 // Открытия. Изобретения. - 1987. - №23. -С. 153.

56. А. с. 1689825 СССР, МКИ4 G 01 N 25/18. Способ определения теплофизических характеристик материалов / С. В. Мищенко, А. А. Чуриков, A.M. Карпов и др. № 4670170/31-25; Заявлено 30.03.89 // Открытия. Изобретения. - 1991.- №41.

57. Пат. 2167412 RU, G 01 N 25/18. Способ комплексного определения теплофизических свойств материалов/ Н. П. Жуков, Н. Ф. Майникова, Ю. JI. Муромцев. №99103718/28; Заявлено 22.02.99 // Изобретения. Полезные модели. - 2001.-№14.-С. 479.

58. А. с. 1539631 СССР, МКИ5 G 01 N 25/18. Способ определения теплопроводности материалов / Ф. С. Подоляк, Е. Ф. Панкратова. — № 4421305/18-25; Заявлено 04.04.88 // Открытия. Изобретения. 1990. - №4. -С. 165.

59. Пат. 2027172 RU, G 01 N 25/18. Способ комплексного определения теплофизических характеристик материалов и устройство для его осуществления/ С.В. Мищенко, Е.И Глинкин, А.А. Чуриков и др. // Открытия. Изобретения. 1995.-№2.

60. Чуриков А.А. Методы и средства неразрушающего контроля теплофизических свойств изделий и образцов из неоднородных твердых материалов: Дисс.докт. техн. наук: 05.11.13. Тамбов, 2000.-641 с.

61. Григорьева С.В. Разработка метода и автоматизированной установки для измерения теплофизических свойств жидкостей: Дисс. канд. техн. наук: 05.11.13. Тамбов, 1997 . - 117 с.

62. Пономарев С.В. Методы и устройства для измерения эффективных теплофизических характеристик потоков технологических жидкостей: Дисс. .докт. техн. наук. М.:МГАХМ, 1994. - 475 с.

63. Пономарев С.В. Метод и устройство для измерения теплофизических характеристик регенеративных продуктов/ С. В. Пономарев, П. В. Балабанов, Е. С. Пономарева // Измерительная техника. 2003. - №9. - С.51-54.

64. А.с. 678332 СССР, МКИ5 G 01 К 3/02. Устройство для измерения среднеинтегрального значения температуры среды / В. В. Власов, Ю. С. Ша-татов, А.А. Чуриков // Открытия. Изобретения. 1979. - №29.

65. Карташов Э. М. Аналитические методы в теории теплопроводности твердых тел: Учеб. пособие. 2-е изд., доп. - М.: Высш. шк., 1985. - 480 с.

66. Арсенин В. Я. Методы математической физики и специальные функции. М.: Наука, 1974. - 230 с.

67. Хеминг Р. В. Численные методы для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1968. - 400 с.

68. Самарский А. А. Численные методы: Учеб. пособие для вузов / А. А. Самарский, А. В. Гулин. М.: Наука, 1989. - 432 с.

69. Пономарев С.В. Оценка погрешностей измерения теплофизических свойств твердых материалов/ С. В. Пономарев, П. В. Балабанов, А. В. Трофимов // Измерительная техника. 2004. - № 1. - С. 44-47 .

70. Бур дун Г. Д. Основы метрологии / Г. Д. Бурдун, Б. Н. Марков. 3-е изд. - М.: Изд-во стандартов, 1985. - 256 с.

71. Хромой Б. П. Метрология, стандартизация и измерения в технике связи: Учеб. пособие для вузов/ Б. П. Хромой, А. В. Кандинов, A. JI. Сеняв-ский и др.; под ред. Б. П. Хромого. М.: Радио и связь, 1986. - 424 с.

72. Справочник химика. Л.: Химия, 1966. - 976 с.

73. Таблицы физических величин. Справочник. /Под ред. И. К. Кикоина. М.: Атомиздат, 1976. - 1008 с.

74. Ефимов А. И. Свойства неорганических соединений. Справочник /А. И. Ефимов и др. Л.: Химия, 1983. - 392 с.

75. Пасконов В. М. Численное моделирование процессов тепло- и мас-сообмена / В. М. Пасконов, В. И. Полежаев, Л. А. Чудов. М.: Наука, 1984. -288 с.

76. Березин И. С. Методы вычислений / И. С. Березин, Н. П. Жидков. -М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1962. 464 с.

77. Ши Д. Численные методы в задачах теплообмена: Пер. с англ. М.: Мир, 1988. - 544 с.

78. Пехович А. И. Расчеты теплового режима твердых тел / А. И. Пехо-вич, В. М. Жидких . Л.: Энергия, 1968. - 304 с.

79. Чиркин В. С. Теплофизические свойства материалов. М.: Физмат-гиз, 1959.-356 с.

80. Рабинович С.Г. Погрешности измерений. Л.: Энергия, 1978.- 262 с.

81. Шабалин С. А. Прикладная метрология в вопросах и ответах. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Изд-во стандартов, 1990. - 192 с.

82. Жарковский Б. И. Приборы автоматического контроля и регулирования: (Устройство и ремонт). М.: Высш. шк., 1978. - 272 с.

83. Карташева А. Н. Достоверность измерений и критерий качества испытаний приборов. М.:Изд-во стандартов, 1967. - 158 с.

84. Маркин Н. С. Метрология. Введение в специальность / Н. С. Маркин, В. С. Ерисов. М.: Изд-во стандартов, 1991. - 208 с.

85. Пономарев С. В. Математическая обработка результатов при измерении теплопроводности и температуропроводности методом, аналогичным регулярному режиму первого рода / С. В. Пономарев, П. В. Балабанов // Вестник ТГТУ. 2003. - Т.9. - №3. - С.382-390.

86. Кримштейн А. А. Исследование процесса взаимодействия углекислого газа и водяного пара с регенеративными надперекисными продуктами применительно к индивидуальным изолирующим средствам защиты: Дисс. канд. техн. наук. Тамбов, 1969 . - 275 с.

87. Пономарев С.В. Математическое моделирование теплопереноса в процессе регенерации воздуха/ С.В. Пономарев, П.В. Балабанов // XVI Межд. Научн. Конф. "Математические методы в технике и технологиях". Санкт-Петербург: Изд-во СПбГТИ (ТУ), 2003. - С.66-68.

88. Кулаков М. В. Технологические измерения и приборы для химических производств: Учебник для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1983. - 424 с.

89. Кэй Д. Справочник физика-экспериментатора / Д. Кэй, Т. Лэби. -М.: Изд-во иностранной литераттуры, 1949. 300 с.

90. Линевич Ф. Измерение температур в технике. Справочник. Пер. с нем. М.: Металлургия, 1980. - 544 с

91. Дульнев Г. Н. Теплопроводность смесей и композиционных материалов. Справочная книга / Г. Н. Дульнев, Ю. П. Заричняк. Л.: Энергия, 1974.-264 с.

92. Миснар А. Теплопроводность твердых тел, жидкостей, газов и их композиции. М.: Мир, 1968. - 463 с.

93. Методы исследования структуры высокодисперсных и пористых тел /Труды 2-го совещания 13-18 июня 1956 г. М.: Изд-во академии наук СССР, 1958.-294 с.

94. Давыдов А.С. Теория твердого тела. Учебное пособие. -М.:Наука, 1976.-639 с.

95. Физико-химические свойства зернистых и порошкообразных химических продуктов/Под ред. Н.Е. Пестова. М.: Изд-во академии наук СССР, 1942.-239 с.

96. Аюкаев Р.И. К выбору модели и структурных параметров пористого тела для исследования его механической прочности/ Р.И. Аюкаев, В.К. Киврин, М. Э. Аэров. Минск: Академия наук БССР, 1975. - 11 с.

97. Бокштейн Б.С. Термодинамика и кинетика диффузии в твердых телах/ Б.С. Бокштейн, С.З. Бокштейн, А.А. Жуховицкий. М.: Металлургия, 1974.-280 с.

98. Плаченов Т.Г. Порометрия/ Т.Г. Плаченов, С.Д. Колосенцев. -Л.: Химия, 1988.-176 с.

99. Ветров Б. Н. Измерение коэффициента теплоотдачи от потока газа к шихте в условиях неадиабатического прогрева / Б. Н. Ветров, О. М. Тодес // ЖТФ. 1956. - Т. XXV. - № 7. - С. 1218 - 1231.

100. Ветров Б. Н. Распространение тепловой волны при прогреве шихты потоком газа / Б. Н. Ветров, О. М. Тодес // ЖТФ. 1956. - Т. XXV. - № 7. -С. 1242 - 1247.