×
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 71-80 of 465 items.
10.05.2018
№218.016.4024

Способ экспресс-диагностики нодулярного дерматита крс

Изобретение относится к области ветеринарной вирусологии, в частности к способу экспресс-диагностики нодулярного дерматита крупного рогатого скота (КРС). Способ экспресс-диагностики вируса нодулярного дерматита КРС включает отбор проб патологического материала из очага инфекционного заболевания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002648773
Дата охранного документа: 28.03.2018
10.05.2018
№218.016.41cb

Ротационный рабочий орган почвообрабатывающего орудия

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к ротационным рабочим органам для поверхностной обработки почвы. Ротационный рабочий орган содержит диск с размещенными на нем иглами, выполненными из пружинной стали. Конец каждой иглы обращен к центру диска и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002649178
Дата охранного документа: 30.03.2018
10.05.2018
№218.016.4471

Способ профилактики острых кишечных заболеваний у поросят

Изобретение относится к области ветеринарии и представляет способ профилактики острых кишечных заболеваний поросят, включающий двукратную иммунизацию супоросных свиноматок за 30 дней до опороса в дозе 5,0 мл/гол внутримышечно, и поросят вакциной, содержащей штаммы Escherichia coli, согласно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002649831
Дата охранного документа: 04.04.2018
10.05.2018
№218.016.46d1

Способ профилактики острых кишечных заболеваний у телят

Изобретение относится к ветеринарной медицине и может быть использовано для профилактики острых кишечных заболеваний телят. Способ профилактики острых кишечных заболеваний телят, включающий двукратную иммунизацию стельных коров за 30 дней до отела в дозе 5,0 мл/гол. подкожно в области верхней...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002650604
Дата охранного документа: 16.04.2018
10.05.2018
№218.016.474c

Съемное предохранительное устройство для копыт крупного рогатого скота

Изобретение относится к промышленному животноводству, а именно содержанию крупного рогатого скота на бетонных полах, при выпасе на любом типе грунта, и применяется для защиты копытного рога конечностей от истирания и повреждений, для предупреждения травматизма крупного рогатого скота,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002650559
Дата охранного документа: 16.04.2018
10.05.2018
№218.016.4803

Способ получения вакцины ассоциированной против колибактериоза, стрептококкоза и энтерококковой инфекции телят и поросят

Изобретение относится к биотехнологии. Изобретение представляет собой способ получения вакцины ассоциированной против колибактериоза, стрептококкоза и энтерококковой инфекции телят и поросят, включающий получение антигенов путем выделения из пораженных органов телят и поросят эпизоотических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002650628
Дата охранного документа: 17.04.2018
10.05.2018
№218.016.484c

Субстрат для выращивания плодовых саженцев

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при выращивании саженцев плодовых растений. Субстрат включает влагоудерживающий компонент с микроудобрениями из азота, калия, фосфора, бора, меди, цинка, марганца, железа и магния, согласно изобретению в качестве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002651290
Дата охранного документа: 19.04.2018
10.05.2018
№218.016.4943

Вибрационная установка для шлифования семян

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения. Предложена вибрационная установка для шлифования семян, содержащая шлифовальный барабан, внутренняя поверхность которого покрыта слоем резины с разгрузочным окном, рабочий орган в виде пружины, оборудованной устройством для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002651291
Дата охранного документа: 19.04.2018
10.05.2018
№218.016.4953

Установка для обезвоживания навоза

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к оборудованию для разделения отходов кормооткормочных комплексов на жидкие и твердые фазы, пригодные для транспортировки на поля в качестве удобрений в жидком или твердом состоянии, к пищевой промышленности, например для обезвоживания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002651205
Дата охранного документа: 18.04.2018
10.05.2018
№218.016.497a

Станок для обезвоживания навоза

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к оборудованию для разделения отходов кормооткормочных комплексов на жидкие и твердые фазы, пригодные для транспортировки на поля в качестве удобрений в жидком или твердом состоянии, к пищевой промышленности, например, для обезвоживания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002651332
Дата охранного документа: 19.04.2018
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