О визуализации теплового поля в руде

1

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

О ВИЗУАЛИЗАЦИИ ТЕПЛОВОГО ПОЛЯ В РУДЕ

Гребенюк Д.

АмГПГУ. Комсомольск на Амуре, Россия

В работе рассматривается методика визуализации теплового поля в руде. В качестве исходного образца взят боксит. Тепловое поле создаётся с помощью электромагнитных волн, облучающих образец. Отображение информации осуществляется жидкими кристаллами холестерического типа и электронной фото камерой.

Для своего опыта из коллекционного набора кабинета технологии конструкционных материалов мы взяли алюминиевую руду (боксит) состоящую из гидроксидов алюминия, оксидов железа и кремния. Вес образца 49,2 г. Образец помещался в камеру СВЧ-печи и подвергался облучению электромагнитными волнами в течении 8с на частоте 2,45 Ггц при мощности излучения 400 Вт. Температура образца фиксировалась термопарой типа К и отображалась в цифровом формате. При исходной температуре 19 ^оС по завершению экспозиции она составила от 140 до 160 ^оС в разных точках образца. При этом конвективный теплообмен со средой не учитывался. Для получения представления о полной картинны теплового поля рудного образца мы воспользовались методикой визуализации тепловых процессов с помощью жидких кристаллов холестерического типа [1].

Для этого образец руды окрасили в чёрный цвет. На подготовленную таким образом поверхность нанесли жидкие кристаллы с меофазой 120-126 ^оС. Образец поместили в камеру СВЧ-печи и подвергли облучению в течении 15с. На рис.1 показан результат опыта где 1 это образец боксита покрытый жидкими кристаллами, 2 -область образца нагретая до 126^оС, 3,4 - области образца с температурой ниже 120 ^оС. Изотермы красного, зелёного, голубого, синего цвета на границе раздела областей 2-3 и 2-4 отражают градиент температур от более высоких температур к низким т.е. от 120 до 126^оС. Кроме того, такое распределение теплового поля образца который облучался равномерным потоком электромагнитных волн свидетельствует о том, что концентрация вещества ответственного за тепловое поле распределена в образце не равномерно. В области 2 она выше чем в областях 3 и 4. 

Рис. 1. Образец боксита. 1. Боксит. 2. Область наибольшего прогрева образца. 3.,4. Области с низким прогревом образца.

Изменим, условия нанесения жидких кристаллов на образец. Для этого одну из сторон образца обработаем на наждачном круге, как показано на рис.2а, где 1-образец, 2- плоский срез одной из сторон образца. Черним данную плоскость и покрывем её жидкими кристаллами. Помещаем образец в камеру микроволновки. Экспозиция 15с. Мощность излучения средня. Частота излучения 2,45 Ггц.

Рис.2.а. Образец. 1. Боксит. 2. Плоский срез. б. 1. Картина теплового поля после облучения в СВЧ-печи. 2. Красная изотерма. 3. Зелёная изотерма. 4. Синия изотерма. 5. Ультрафиолетовая изотерма. в. Градуированная шкала.

Полученная термограмма теплового поля даёт пространственное представление о распределении температур в образце, где 5 область наибольшего нагрева. Расшифровка термограммы осуществляется с помощью градуированной шкалы рис.2в. Где номиналы цвета даны в градусах Цельсия.

Таким образом, неравномерное распределение теплового поля в образце, говорит о неоднородности вещества и его концентрации.

тепловой рудный кристалл холестерический

Литературные источники

1. Оглоблин Г.В. Опыты со звуковыми и электромагнитными волнами: Учебное пособие. - Комсомольск на Амуре: Изд-во Комсом. н/А гос. пед. унта. 2001. - 92с.

Размещено на Allbest.ru