VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2016

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 49,2г. Образец помещался в камеру СВЧ-печи и подвергался облучению электромагнитными волнами в течении 8с на частоте 2,45Ггц при мощности излучения 400Вт. 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.

Литературные источники.

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

Код для цитирования: Скопировать