Здравствуйте!
Нужно определить (измерить) удельное электрическое сопротивление (Ом*м), теплопроводность (Вт/(м*К)), теплоемкость (Дж/(кг*К)) титанового сплава в диапазоне температур от 20 град. С до 1000 град. С. Есть цилиндр из этого сплава - диаметр 8мм, длинна - по желанию. Подскажите, в каком направлении копать, что читать и т.д. Спасибо.

С какой точностью???

Хочу 1 км для обесечения высокой точности (смотрите выше!)

1км это наверное через чур. Уточняю - длинна прутка не более 500мм. Точность +-10% будет очень хорошим результатом.

Сообщение отредактировал Владимир_2010 - Jun 18 2010, 19:21

Копать, ИМХО, в сторону google (Вас же там не забанили, правда?) - там всегда найдется, что почитать. Просто кладезь. Кстати, первая же ссылка дает готовую "лабу", ИМХО, полностью закрывающую вопрос теплоемкости. Остальные термины ищутся аналогично...

Спаисбо за ссылку. Нечто подобное я уже читал перед тем как задать вопрос. Цитата из лабораторной работы:


В том то и дело что тонкую проволоку из титана нельзя получить. 8 мм диаметр.
В первую очередь интересует как измерить удельное электрическое сопротивление.

Сообщение отредактировал Владимир_2010 - Jun 18 2010, 21:13

Измерение сопротивления. Ориентируюсь например на сопротивление титана 60*^(-8) Ом*м. Берем пруток диаметром 8 мм и длинной 0.5 м. Активное сопротивление такого витка 60*10^(-8)*0.5/(pi*0.004^2)= 0.006 Ом. Если подключать постоянный ток для измерения сопротивления получается что надо на напряжение 1 В ток 166.6 А. Такой мощностью я пруток 1м из титанового сплава не нагрею до 1000 град. С. Если повышать напряжение - будут очень большие токи. Поэтому то и задаю вопрос.



Сообщение отредактировал Владимир_2010 - Jun 19 2010, 07:05

ИМХО, не обязательно греть обзазец измеряемым током - прогрейте его в печи до нужной температуры и измеряйте любым удобным током/напряжением.

Удачи!

P.S. Лично я бы прикрепил бы пару термопар и пока образец остывает снимал график сопротивление-температура.

Насчет остывающего образца хорошая мысль. Но вот только мне кажется что с внешней поверхности детали будет конвекция и излучение и внешний слой будет остывать быстрее чем внутренний слой. А еще у титана теплопроводность маленькая и внутрь тепловой поток плохо передается - т.е. температура в образце будет неравномерна распределена по сечению, внешний слой холодный, а внутренний слой еще не остыл.
Еще думаю как контакты то подвести к титану нагретому до 1000 град. С?! Температура плавления меди 950−1100 градусов по цельсию (в зависимости от примесей).

Вот такая мысль есть. Берем тонкостенный полый цилиндр (не знаю только еще удастся ли получить из этого сплава титана полый цилиндр) помещаем в индукционную установку. Частоту питания подбираем так что бы глубина проникновения электромагнитной волны была больше толщины стенки, т.е. что бы плотность мощности в заготовке была практически равномерно распределена по сечению полого цилиндра. Далее измеряем ток и напряжение, активную мощность, высчитываем активное сопротивление установки. Тут только будут еще потери в медном проводе индуктора - но думаю, что можно будет в расчетах разделить сопротивление заготовки и сопротивление индуктора. Этим же индуктором можно и греть заготовку. Что бы исключить потери на конвекцию и излучение с поверхности заготовки можно образец теплоизолировать.

Сообщение отредактировал Владимир_2010 - Jun 19 2010, 08:41

Процесс получения высшего образования, что ли?
Видимо, поэтому Вас про точность и спрашивали. Теплопроводность титана, ИМХО, достаточна чтобы для точности 10% вообще не заморачиваться градиентом температур по сечению. Кстати, концы прутка тоже будут остывать по-разному (сквозняк и т.п.), поэтому и совет: две термопары.
Если хотите точнее, то надо наоборот греть - поднять температуру, затем ее стабилизация и выдежка достаточная для выравниваня темп., замер, затем поднять температуру и т.д.


Ну очевидно, что не из меди, а из сплава с темп. плавления большей 1100-1200 градусов.

Удачи!

Это что, на конвейере прутки идут? Или разово нужно на образце сделать?
Ну простая же стандартная задача. Сопротивление измеряется легко по падению напряжения. Необязательно оно должно быть 1 вольт и ток в 100 ампер. !000 градусов медь не держит? Подведите не медным проводом, а колючей проволокой. Вроде как, кроме меди, никакие материалы недоступны....
Теплоемкость - киньте образец в стакан с водой и промеряйте на сколько вырастет температура. Усовершенствуйте стакан до нормального калориметра.
теплопроводность ....
Да погуглите же какие-нить лабораторки по физике.

А зачем Вам все это? Реально нужно, или бумажки?


Если ответите на мои вопросы, подскажу...

Значит так. В принципе надо закаливать различные детали из этого сплава титана. Принцип действия по простому - быстро греем в индукторе деталь, потом поливаем водой, а потом великие ученые смотрят в микроскоп и исследуют изменения в структуре сплава, твердость и т.д.
Моя задача была всегда расчет индукторов. Справочные данные для заготовки я всегда брал в справочниках и далее на основе метода конечных элементов и теории поля + расчет тепловой задачи, затем проектировал индукторы. Если данных например для какого-нибудь сплава не было в справочниках то ориентировались всегда на усредненные которые предоставлял заказчик. А индуктор выводили на нужную мощность варьируя частоту инвертора.
В случае с титановым сплавом я предлагаю проектировать закалочный индуктор ориентируясь на данные по чистому титану (которые есть в книжке). Но заказчик не хочет делать так и вначале хочет определить удельное сопротивление этого титанового сплава. В принципе то логику понять можно - от удельного сопротивления и частоты зависит глубина закаливаемого слоя. А это для них очень важный параметр. Ну вот и предлагают мне для начала на досуге измерить это сопротивление, естественно за бесплатно и за спасибо . Я сразу же начал их спрашивать про проволку - смогут ли они из этого сплава сделать проволку тонкого сечения - дальше то дело техники. Ответ такой - нет, минимум диаметр 8 мм.

Пошлите их в правильном направлении. Пусть найдут себе сканирующий калориметр до 1000 градусов и договорятся там сами. И нужно, наверное в инертной атмосфере... Они же ученые, а не Вы.
И удельное сопротивление. Хотите сами - подскажу. По потерям.... по скорости падения в магнитном поле (никогда не бросали алюминиевую фольгу в зазор магнита?) Сравнительным методом.
Теплопроводность - элементарно при низких температурах, сложно при высоких. Обычно у сплавов теплопроводность и электропроводность слабо зависят от температуры.

вопрос по теплоемкости наверное действительно снимается.
сопротивление. т.е. по простому - постоянный ток, подаем милливольты на заготовку сплава и меряем ток?! надо только подумать как равномерно прогревать заготовку и просто измерять ток, напряжение, температуру.

нельзя ли поподробней развить эту мысль - про скорость падения в магнитном поле. может что то можно почитать. спасибо.

Сообщение отредактировал Владимир_2010 - Jun 19 2010, 11:54

Про теплопроводность при низких температурах. Берется стержень удобной длины (тут надо немного подумать).
Отступая от концов, прикрепляется два проводочка (тут нужно пробовать разные материалы для получения хорошей термоЭДС). Получается настоящая термопара с двумя спаями. Ее можно прокалибровать немного...
На один конец крепится теплоизолированный нагреватель. Стержень тоже теплоизолируется. Нагреватель дает тепловой поток, термопара - разность температур.
Про падение в магнитном поле... Решите задачку. В неоднородном поле падает металлическое кольцо. Найти установившуюся скорость. Можно разнообразить... Вы же индукторщик. Кольцо надевается на стержень, торчащий из катушки, через которую... можно импульсы... можно - переменный ток. Колечко левитирует...
Варианты - измеряется затухание колебаний механической системы с прикрепленным колечком, помещенным в неоднородное магнитное поле... Вы ведь можете отрезать блинчик и просверлить в нем отверстие...
Только... они же Вам не платят за это... Странно.