Метод и измерительная установка для контроля теплофизических характеристик гетерогенных материалов растительного происхождения

Рассмотрены метод и средство измерения теплофизических характеристик гетерогенных материалов, представляющих собой растительные ткани овощей и фруктов. Достоинство предложенного метода --- возможность неразрушающего теплового контроля участков поверхности растительных объектов, содержащих повреждения, возникшие вследствие фитозаболеваний или механических воздействий. Мощность (до 3500 Вт/м²) и время (до 1 мин) нагрева исследуемого образца на 5...10 K в процессе измерения коэффициентов теплопроводности и температуропроводности растительных тканей позволяют быть уверенным в сохранности первоначальных свойств объекта исследования. Калибровка на стандартных образцах показала, что погрешность измерения теплофизических характеристик не превышает 10 %, а коэффициента теплопроводности --- 7 %. Эксперименты с растительной тканью картофеля выявили различие теплофизических характеристик здоровой и дефектной тканей клубней в результате некоторых фитозаболеваний

Работа выполнена при поддержке Минобрнауки России в рамках соглашения № 14.577.21.0214 (ПНИЭР RFMEFI57716X0214)

Литература

[1] An analysis of effective thermal conductivity of heterogeneous materials / G. Zhu, D. Kremenakova, Y. Wang, J. Militky, F. Mazari // Autex Research Journal. 2014. Vol. 14. No. 1. P. 14–21. DOI: 10.2478/v10304-012-0044-2

[2] Effective thermal conductivity of heterogeneous materials: calculation methods and application to different microstructures / D. Staicu, D. Jeulin, M. Beauvy, M. Laurent, et al. // High Temperatures-High Pressures. 2001. Vol. 33. No. 3. P. 293–301.

[3] Philippi I., Batsale J.C., Maillet D., Degiovanni A. Measurement of thermal diffusivity through processing of infrared images // Rev. Sci. Instrum. 1995. Vol. 66. Iss. 1. P. 182–192. DOI: 10.1063/1.1146432

[4] Конышева Н.А., Чуриков А.А. Математическое моделирование в теплофизическом контроле ортотропных материалов // Математические методы в технике и технологиях. 2014. № 1 (60). С. 31–33.

[5] Чуриков А.А., Сенкевич А.Ю. Информационно-измерительная система многостадийного неразрушающего контроля теплофизических свойств // Датчики и системы. 2000. № 9. С. 26–29.

[6] Fontana A., Wacker B., Campbell C., Campbell G. Simultaneous thermal conductivity and thermal diffusivity measurement of selected foods // 26th Int. Thermal Conductivity Conf. / 14th Int. Thermal Expansion Symp. 2001. P. 38–44.

[7] Жуков Н.П., Майникова Н.Ф. Измерительно-вычислительная система неразрушающего контроля теплофизических свойств // Приборы и техника эксперимента. 2005. № 4. С. 164–166.

[8] Automated measurement setup for studying the dependences of the thermal conductivity and rheological characteristics of non-Newtonian fluids on the shear rate / G. Divin, S. Mishchenko, S. Ponomarev, G. Mozgova, A. Tkachev // Instruments and Experimental Techniques. 2008. Vol. 51. Iss. 3. P. 480–486. DOI: 10.1134/S0020441208030299

[9] Теоретические и практические основы теплофизических измерений / С.В. Пономарев, С.В. Мищенко, А.Г. Дивин, В.А. Вертоградский, А.А. Чуриков. М.: Физматлит, 2008. 408 c.

[10] Осипова В.А. Экспериментальное исследование процессов теплообмена. М.: Энергия, 1979. 320 с.

[11] Filatova A.G., Churikov A.A., Divin A.G. Method of nondestructive control of thermophysical properties of external thermal insulation of cylindrical products // Вестник ТГТУ. 2016. Т. 22. № 2. С. 182–190. DOI: 10.17277/vestnik.2016.02.pp.182-190

[12] Филатова А.Г., Чуриков А.А., Дивин А.Г. Температурное поле дисперсного материала в системе контактирующих тел // Вестник ТГТУ. 2015. Т. 21. № 1. С. 16–21. DOI: 10.17277/vestnik.2015.01.pp.016-021