Рис. 1. Схема измери-
тельного узла установки
контактного нагрева:
1
— контактный нагрева-
тель;
2
— термопары;
3
—
теплоизоляция;
4
— обра-
зец;
5
— камера спокойно-
го воздуха
с соотношением
l/d
>
10
и
d/δ
>
10
,
где
l, d, δ
— соответственно продольный, по-
перечный размеры и толщина стенки. Ме-
тодика апробирована на экспериментальных
образцах — полых тонкостенных стержнях из
углепластика длиной
l
= 330
мм с профилем
квадратного сечения со стороной
d
= 15
мм
и толщиной стенки
δ
= 0
,
6
мм. Наполни-
тель стержней — углеродная нить ЛУ-П-0,1
толщиной 0,11 мм со схемой армирования
+
+78
◦
/
0
◦
/
0
◦
/
0
◦
/
0
◦
/
−
78
◦
, связующее — смола
ЭФНБ с весовым содержанием 43%.
В измерительном узле установки (рис. 1)
образец
4
закреплен на теплоизолированном
основании
3
из материала ТЗМК-10. Для пода-
вления свободной конвекции и создания усло-
вий одномерного теплообмена в направлении
продольной оси образец располагается в вер-
тикальном положении в камере
5
спокойного
воздуха, а на его верхней торцевой поверхно-
сти в теплоизоляцию
3
вмонтирован контакт-
ный нагреватель
1
. На продольной оси образца
на определенном расстоянии от торца с помощью клея ВК-9 устано-
влены датчики температуры
2
— термопары типа ХА с диаметром
спая 0,2 мм. Термоэлектроды термопар, закрепленные в горизонталь-
ном направлении от спая, опущены вниз вдоль продольной оси стерж-
ня и выведены на устройство сопряжения для автоматической реги-
страции и обработки данных эксперимента с помощью измерительно-
вычислительного комплекса MIC-400 [7].
Ширина камеры спокойного воздуха удовлетворяла условию
2
R
>
10
d
. При апробации методики использована камера высотой
400
мм (
R
= 97
мм). Мощность электрического нагревателя не пре-
вышала 100 Вт. Датчики опрашивались с частотой 1 с. Время нагрева
составляло от 900 до 1000 с. Типичные экспериментальные термо-
граммы показаны на рис. 2.
Методика предусматривала испытания как на воздухе, так и в ва-
кууме. На базе НПО “Молния” был проведен нагрев углепластиково-
го стержня в вакуумной камере объемом 8 м
3
при давлении
10
−
3
Па
(рис. 3).
Оценка неопределенности параметров эксперимента.
На точ-
ность определения искомых температурных зависимостей
λ
z
(
Т
)
ока-
зывают влияние точность алгоритма решения коэффициентной ОЗТ,
неопределенность исходных данных по коэффициенту теплоотдачи
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2008. № 4 83
