Применение фотоиндуцированного термокапиллярного эффекта в исследованиях теплофизических свойств материалов

Abstract

Магистерская диссертация посвящена исследованию возможности определения теплофизических характеристик твердотельных материалов с помощью явления фотоиндуцированной термокапиллярной конвекции. Метод заключается в построении функциональной зависимости по данным образцов с известными параметрами. Актуальность работы определяется потребностью применения различными отраслями промышленности новых методов и средств измерения теплофизических характеристик, обладающих более высокой точностью, быстродействием и мобильностью. В теоретической части работы рассмотрены современные промышленные приборы для определения теплофизических характеристик материалов, выявлены их технические возможности. Подробно изучен процесс возникновения явления фотоиндуцированной термокапиллярной конвекции в тонком слое жидкости на поверхности твердотельной подложки. Практическая часть работы посвящена непосредственному исследованию применения фотоиндуцированного термокапиллярного эффекта для определения теплофизических характеристик материалов. С этой целью собрана экспериментальная установка, изготовлены образцы из низкотеплопроводных материалов, теплофизические характеристики измерены с высокой степенью точности. Проведено исследование образцов с помощью фотоиндуцированного термокапиллярного эффекта, построена функциональная зависимость диаметра термокапиллярного отклика от коэффициента теплопроводности материала образца, позволяющая определять значение искомой величины в течение одного опыта. Приведена оценка точности и область применения метода. В результате исследования предложен новый метод определения коэффициента теплопроводности материалов, достоинствами которого являются быстродействие, доступность элементов установки и возможность исследования поверхности образца на наличие неоднородностей.