×
06.12.2019
219.017.e9f8

Способ выявления теплового эффекта фазового превращения в металлах

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области исследования кинетики структурных и фазовых превращений в металлах. Заявлен способ выявления теплового эффекта фазового превращения в интервале низких температур до температуры кипения сжиженных газов. В способе выявления теплового эффекта фазового превращения в металлах, включающем выявление наличия фазового перехода второго рода в образце и ориентировочное значение температуры, при которой он происходит, согласно изобретению осуществляют понижение температуры однородного образца, путем охлаждения в сжиженном газе от произвольной начальной температуры до полного выравнивания температур образца и охлаждающей жидкости, при этом резкое кратковременное изменение интенсивности кипения сжиженного газа в процессе охлаждения образца используют в качестве индикатора произошедшего фазового перехода второго рода, а по моменту начала изменения интенсивности кипения ориентировочно определяет температуру фазового перехода. Технический результат изобретения заключается в упрощении процесса исследования и повышения точности измерений. 1 табл., 10 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области исследования кинетики структурных и фазовых превращений в металлах. Заявлен способ выявления теплового эффекта фазового превращения в интервале низких температур до температуры кипения сжиженных газов.

Известен способ определения теплоты полиморфных превращений в металлах и сплавах, заключающийся в скоростном адиабатическом нагреве испытуемых образцов с регистрацией их объема (Авт. св., СССР №670865, кл. G01N 25/02, 1979 г.). При этом для повышения точности определения теплоты фазовых превращений, измеряют изменение во времени температуры и объема образца, изменяют в момент начала образования новой фазы мощность энергоподвода, продолжают нагрев до завершения превращения, измеряют общее изменение объема образца при полиморфном превращении и по измеренным параметрам определяют теплоту превращения.

Недостатком известного способа является его относительная сложность и невысокая точность.

Известно явление выделения тепла при глубоком охлаждении (Сборник статей международной научно-практической конференции 1 марта 2018, стр. 71-76), в котором металлический стержень охлаждали в интервале низких температур до температуры кипения сжиженных газов.

Также известен способ определения фазового перехода и его теплоты в заданном интервале температур, заключающийся в калориметрическом измерении теплосодержания при изменении температуры (Авт. св., СССР №670866, кл. G01N 25/02, 1979 г. - прототип). При этом измеряют теплоту, идущую на повышение температуры для всего исследуемого интервала, затем повышают температуру образца на заранее известную долю от исследуемого интервала и измеряют соответствующую теплоту, а о наличии фазового перехода и его величине судят по соотношению, связывающему теплоту фазового перехода, теплоту, идущую на разогрев образца во всем интервале температур и, теплоту, идущую на повышение температуры на заранее известную долю от исследуемого интервала.

Недостатком известного способа является его относительная сложность и невысокая точность, обусловленные необходимостью измерения во время эксперимента нескольких параметров.

Все известные способы определения фазового перехода предназначены для интервала от комнатной температуры в сторону увеличения.

Техническим результатом является упрощение процесса исследования и повышение точности измерений.

Технический результат достигается тем, что в способе выявления теплового эффекта фазового превращения в металлах, включающем выявление наличия фазового перехода второго рода в образце и ориентировочное значение температуры, при которой он происходит, согласно изобретению осуществляют понижение температуры однородного образца, путем охлаждения в сжиженном газе от произвольной начальной температуры до полного выравнивания температур образца и охлаждающей жидкости, при этом резкое кратковременное изменение интенсивности кипения сжиженного газа в процессе охлаждения образца используют в качестве индикатора произошедшего фазового перехода второго рода, а по моменту начала изменения интенсивности кипения ориентировочно определяет температуру фазового перехода.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где представлены следующие процессы:; рис. 1 - завершение первого этапа охлаждения; на рис. 2 - процесс возникновения волны на правом конце; на рис. 3 - процесс перемещение правой волны; рис. 4 - процесс возникновение волны на левом конце; рис. 5 - движение волн кипения азота навстречу друг другу; рис. 6 - дальнейшее сближение волн кипения азота; рис. 7 - волны встретились; рис. 8 - прекращение кипения, рис. 9 - представлен график расхода азота, при использовании алюминиевого образца; рис. 10 - представлен график расхода азота, при использовании стального стержня.

Способ выявления теплового эффекта фазового превращения в металлах осуществляется следующим образом.

В способе предварительно осуществляют понижение температуры однородного образца, в качестве которого используют металлический стержнь, путем его охлаждения в сжиженном газе, например в сжиженном азоте от произвольной начальной температуры до полного выравнивания температур образца и охлаждающей жидкости. Резкое кратковременное изменение интенсивности кипения сжиженного газа в процессе охлаждения образца используют в качестве индикатора произошедшего фазового перехода второго рода, а по моменту начала изменения интенсивности кипения ориентировочно определяет температуру фазового перехода

Если при изменении температуры металла в процессе его охлаждения в сжиженном газе (например азоте) происходит фазовый переход второго рода, что приводит к резкому существенному изменению его теплофизических свойств (например резкому уменьшению теплоемкости), то происходит резкое существенное изменение интенсивности выделения тепла, что приводит к существенному изменению интенсивности кипения сжиженного газа. Указанный результат достигается тем, что при погружении тела нагретого до Т1 в жидкость с температурой, равной температуре кипения Тк тело будет охлаждаться до температуры Тк. Все извлеченное из тела тепло, равное cm(T1-Тк), будет затрачено на испарение части жидкости.

Пример конкретного осуществления способа выявления теплового эффекта фазового превращения в металлах.

Для подтверждения эффективности способа проводились опыты на базе научной лаборатории кафедры сопротивление материалов Кубанского агроуниверситета. Для опыта использовали для сжиженного газа несколько ванн, по количеству образцов. В проведенных опытах в качестве сжиженного газа был использован азот, предварительно нагретый до температуры кипения Тк=-193°С в который помещали металлический стержнь, например стержени из стали и алюминия при комнатной температуре +25°С и наблюдали процесс их охлаждения. Вначале наблюдается активное кипение азота по всей поверхности образца. Со временем, по мере охлаждения образца, интенсивность кипения уменьшается и практически сходит на нет. Затем, с одного конца стержня, или с двух сторон вновь начиналось бурное кипение азота. Причем интенсивность кипения выше, чем в начальный момент охлаждения. Волна кипения перемещалась по образцу, оставляя после прохождения полностью охлажденный до температуры кипения жидкого азота образец. Фотографии процесса образования, прохождения и затухания тепловой волны представлены на рисунках 1-8.

На рис. 1 алюминиевый образец спустя 229,8 секунды после начала охлаждения в жидком азоте. Кипение азота на его поверхности практически прекратилось. Остались только не оторвавшиеся, ранее образовавшиеся пузырьки. Завершение первого этапа охлаждения. На 230 секунде от начала охлаждения на правом конце образца началось бурное кипение азота (Рис. 2). Кипение усиливается и перемещается по стержню Рис. 3. Спустя две секунды (3 минуты 52 сек от начала охлаждения) началось кипение азота на левом конце (рис. 4). Волны кипения азота движется навстречу друг другу (рис. 5 и рис. 6). Волны встретились и кипение прекратилось. На концах стержня пузырьков азота практически нет, новые не появляются и оставшиеся не увеличиваются (рис. 7 и рис. 8).

Для объективной оценки интенсивности кипения (затрат жидкого азота в единицу времени) производился замер изменения веса системы (ванночка + образец + жидкий азот) в течение времени опыта. По полученным данным интенсивность испарения азота во время прохождения волны была выше, чем в начальный период охлаждения. Полученные данные сведены в таблицу 1.

Алюминиевый образец диаметром 32 мм, длина 270,75 мм

Время охлаждения до начала волны 229,8 сек, время существования волны 7,2 сек, полного охлаждения 237 сек.

Время прохождения волны составляет от полного времени охлаждения 3% Расход азота за 7.2 сек времени прохождения волны составил 38 граммов, а за первые 30 секунд охлаждения, когда температура образца была максимальной расход азота всего 8 граммов.

Стальной образец диаметром 30 мм, длина 240,21 мм

Время охлаждения до начала волны 120 сек, существования волны 48 сек, полного охлаждения 168 сек. Время существования волны составляет от полного времени охлаждения 28,6%

Расход азота за 48 сек времени прохождения волны составил 152 грамма, а за первые 50 секунд охлаждения, когда температура образца была максимальной расход азота всего 63 грамма.

После извлечения образцов и полного их нагрева в течение суток до исходной (комнатной) температуры выявлено появление остаточной продольной деформации (укорочения).

У алюминиевого образца εост=3,69 10-4

У стального образца εост=8,34 10-5

Появление остаточных деформаций однозначно указывает на развитие в процессе охлаждения образцов осевых нормальных напряжений выходящих за пределы упругости.

Таким образом, заявляемый способ выявления фазового превращения в металлах направлен на повышение простоты и удобства определения его наличия в интервале низких температур (до температуры жидких газов), включая возможность выявления теплового эффекта превращения в быстро протекающих фазовых переходах.

Способ выявления теплового эффекта фазового превращения в металлах, включающий выявление наличия фазового перехода второго рода в образце и ориентировочное значение температуры, при которой он происходит, отличающийся тем, что осуществляют понижение температуры однородного образца, который охлаждают в сжиженном газе от произвольной начальной температуры до полного выравнивания температур образца и охлаждающей жидкости, при этом резкое кратковременное изменение интенсивности кипения сжиженного газа в процессе охлаждения образца используют в качестве индикатора произошедшего фазового перехода второго рода, а по моменту начала изменения интенсивности кипения ориентировочно определяют температуру фазового перехода.
Способ выявления теплового эффекта фазового превращения в металлах
Способ выявления теплового эффекта фазового превращения в металлах
Способ выявления теплового эффекта фазового превращения в металлах
Способ выявления теплового эффекта фазового превращения в металлах
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 31-40 of 465 items.
20.01.2018
№218.016.17b6

Способ приготовления питательного комбикорма для телят

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к области кормопроизводства. Способ приготовления питательного комбикорма для телят включает экструдирование фрагментов корзинок и стеблей подсолнечника вместе с его семенами после вторичной их очистки и добавление соли с добавками. После...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002635694
Дата охранного документа: 15.11.2017
20.01.2018
№218.016.17e4

Способ получения комплексного препарата для оптимизации воспроизводительной функции коров при нарушении обмена веществ

Изобретение относится к ветеринарии, в частности к способам получения комплексных препаратов для профилактики и лечения патологий воспроизводительной функции и нарушений обмена веществ у коров. Способ получения комплексного препарата включает кипячение растворителя, в который добавляют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002635468
Дата охранного документа: 13.11.2017
20.01.2018
№218.016.19b2

Способ получения белкового корма

Изобретение предназначено к кормопроизводству, а именно к способу получения белкового корма. Способ включает обработку, охлаждение продукта переработки масличных культур. При этом в качестве продукта переработки масличных культур используют семена подсолнечника после вторичной очистки с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002636480
Дата охранного документа: 23.11.2017
20.01.2018
№218.016.19fa

Устройство для получения кормовых гранул из стебельчатой массы

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Устройство для получения кормовых гранул из стебельчатой массы, включающее бункеры для загрузки сырья, модуль предварительной обработки сырья, содержащий шнековые элементы с перфорированными поверхностями, модуль-экструдер и модуль для обработки и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002636478
Дата охранного документа: 23.11.2017
20.01.2018
№218.016.1a05

Способ получения белкового корма

Изобретение относится к кормопроизводству, в частности к способу получения белкового корма. Способ включает обработку на решетах и в пневматических каналах предварительной и окончательной аспирации. В качестве сельхозкультуры используют семена подсолнечника и фрагменты корзинок и стеблей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002636474
Дата охранного документа: 23.11.2017
20.01.2018
№218.016.1a2a

Способ отбора перепелиных яиц для инкубации

Изобретение относится к птицеводству, а именно к селекции перепелов. Осуществляют предынкубационную обработку перепелиных яиц ультрафиолетом. Производят воздействие на перепелиные яйца в ограниченном затемненном пространстве с отражающими поверхностями длинноволновым ультрафиолетовым излучением...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002636477
Дата охранного документа: 23.11.2017
20.01.2018
№218.016.1a8a

Зерноуборочный комбайн

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению. Зерноуборочный комбайн включает жатку, наклонную камеру, снабженный приемным винтовым приспособлением молотильно-сепарационный аппарат и воздуходувку. Молотильно-сепарационный аппарат выполнен в виде коаксиально установленных с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002636476
Дата охранного документа: 23.11.2017
20.01.2018
№218.016.1d22

Автономный асинхронный генератор с автотрансформаторной обмоткой статора

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в асинхронных генераторах для автономных источников электроэнергии. Технический результат - снижение электрических потерь. Автономный асинхронный генератор содержит автотрансформаторную обмотку статора, состоящую из двенадцати...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002640403
Дата охранного документа: 09.01.2018
13.02.2018
№218.016.1ec7

Способ лечения и профилактики нарушений воспроизводительной функции у коров

Изобретение относится к ветеринарии и предназначено для профилактики нарушений воспроизводительной функции у коров. Вводят в брюшную полость трехкратно в течение 72 ч из расчета 1 мл на 1 кг живой массы животного препарат следующего состава: глюкоза - 45,0, кальция хлорид - 10,0, калия хлорид -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002641051
Дата охранного документа: 15.01.2018
13.02.2018
№218.016.1f4a

Устройство для безреагентной обработки воды

Изобретение относится к промышленной обработке воды и может быть использовано в теплоэнергетике, химической и других областях промышленности для предотвращения накипеобразования в теплообменном оборудовании. Устройство для безреагентной обработки воды включает цилиндрический немагнитный корпус...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002641137
Дата охранного документа: 16.01.2018
Showing 11-17 of 17 items.
26.08.2017
№217.015.e5d1

Способ изготовления гидратированного вымороженного подсолнечного масла

Изобретение относится к масложировой промышленности. На первом этапе проводят анализ исходного прессового подсолнечного масла на содержание в нем фосфолипидов. В качестве гидратирующего агента применяют конденсат водяного пара 3-5% от массы масла в виде водного раствора хлорида натрия с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626743
Дата охранного документа: 31.07.2017
26.08.2017
№217.015.e5d6

Способ производства гидратированного вымороженного подсолнечного масла

Изобретение относится к масложировой промышленности и может быть использовано в переработке растительных масел. На первом этапе проводят анализ исходного прессового подсолнечного масла на содержание в нем фосфолипидов. В качестве гидратирующего агента вместо технической водопроводной воды...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626748
Дата охранного документа: 31.07.2017
20.01.2018
№218.016.11d8

Способ предпосевной обработки семян озимой пшеницы

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Предложен способ предпосевной обработки семян озимой пшеницы, включающий покрытие семян гидрофобным пленкообразователем. В качестве гидрофобного пленкообразователя используют сплав парафина с подсолнечным воском при следующем соотношении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634278
Дата охранного документа: 24.10.2017
20.01.2018
№218.016.1273

Способ стимулирования укоренения черенков винограда

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к виноградарству. Способ включает нарезку черенков с глазками и их последующее замачивание в водной среде. При этом двуглазковые черенки винограда толщиной 7-9 мм и длиной около 40 см в горизонтальном положении замачивают в емкости с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634280
Дата охранного документа: 24.10.2017
20.01.2018
№218.016.127a

Состав для хранения луковиц чеснока

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к материалам, применяемым для защиты сельскохозяйственных продуктов от потерь при хранении. Состав для хранения луковиц чеснока включает парафин, пластификатор, диспергатор и ПАВ. В качестве пластификатора, диспергатора и ПАВ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002634276
Дата охранного документа: 24.10.2017
04.04.2018
№218.016.34e2

Влагозащитное парафиновое покрытие плодовых прививок и черенков яблони

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к плодоводству, и химии. Влагозащитное парафиновое покрытие включает парафин, пластификатор, диспергатор и поверхностно-активное вещество. При этом в качестве пластификатора, диспергатора и поверхностно-активного вещества...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002646090
Дата охранного документа: 01.03.2018
09.06.2019
№219.017.762f

Способ прогнозирования зон развития вторичных коллекторов трещинного типа в осадочном чехле для поиска залежей углеводородов

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для поиска зон развития вторичных коллекторов углеводородов трещинного типа в осадочном чехле. Сущность: осуществляют прогноз и поиск месторождений углеводородов и ряда характеристик этих месторождений по топографическим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002690977
Дата охранного документа: 07.06.2019
+ добавить свой РИД