Une nouvelle technique d'identification de la diffusivité thermique  pour la méthode « flash »

Degiovanni, A.; Laurent, Michel

doi:10.1051/rphysap:01986002103022900

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“…Concerning the thermal diffusivity measurement, a lot of authors tried to extend the use of the flash method, first developed for opaque materials [4], to semitransparent media [5]. In those participating media, the measured diffusivity is an apparent one.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Flash experiment on a semitransparent material: interest of a reduced model

Lazard

Silva

Maillet

et al. 2001

Inverse Problems in Engineering

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The subject deals with a reduced model of the conductiveradiative transient transfer in a participating medium. The accuracy of the analytical solution based on the well-known two-flux approximation and expressed with global radiative coefficients is tested in the case of sharp thermal excitation by a heat pulse on the front face of anisotropically scattering media. A very good agreement is achieved compared with numerical and analytical simulations involving high forward scattering, linear anisotropic scattering or Rayleigh scattering. This reduced model is then used in the inverse approach in order to determine the intrinsic diffusivity of semitransparent media. INTRODUCTIONThe increasing use of glasses, insulated foams, polymers in new technological products forced gradually the heat transfer community to take an interest in the study of combined radiative and conductive transfer in semitransparent media. Nevertheless only a limited amount of work is available on the inverse problem in this field [1,2,3].Concerning the thermal diffusivity measurement, a lot of authors tried to extend the use of the flash method, first developed for opaque materials [4], to semitransparent media [5]. In those participating media, the measured diffusivity is an apparent one. It takes both conductive and radiative transfers into account. In order to obtain the phonic diffusivity, which is an intrinsic parameter, it is necessary to build a model including both radiative and conductive effects. As a consequence, the number of parameters increases. The aim of this study does not consist in evaluating all the parameters: it will be utopian with only one information namely the evolution of the rear face temperature. We rather try to show that a reduced model is able to reproduce the thermal behavior of absorbing, emitting and anisotropically scattering in a realistic way. More specifically, it allows to reach the phonic diffusivity which is a significant parameter for the engineering calculations.

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Flash experiment on a semitransparent material: interest of a reduced model

Lazard

Silva

Maillet

et al. 2001

Inverse Problems in Engineering

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“…Algunos de estos modelos consideran el caso en que la conducción del calor es bidimensional (8,10). Recientemente, se han formulado soluciones basadas en métodos numéricos (11,12). A continuación se detallan someramente algunos de los modelos más significativos.…”

Section: Descripción De La Técnica Del Pulso Láserunclassified

“…Por último, hay que destacar que la norma ENV 1159-2 (11), para la determinación de la difusividad térmica de materiales cerámicos, recomienda el uso de una solución numérica simple obtenida por Degiovanni (12), considerando todos los puntos experimentales. Este método numérico es diferente a los anteriores, puesto que se basa en el análisis de dos funciones "m 0 " y "m -1 " dependientes de la forma de la curva de variación de la temperatura con el tiempo, V(T,t), llamadas "momentos temporales parciales" y definidas como: (8) (9) donde "H" es el número de Biot definido como H=hL/λ (h: coeficiente de intercambio de calor superficial), que tiene en cuenta el intercambio de calor con el medio, y "τ 0 " es un tiempo característico dado por el cociente L 2 /α.…”

Section: Descripción De La Técnica Del Pulso Láserunclassified

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Método del âPulso Láserâ para la medida de la difusividad térmica en materiales cerámicos

Garcia¹,

Martínez²,

Osendi³

et al. 2001

Bol. Soc. Esp. Ceram. Vidr.

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Entre las distintas técnicas de medida de la conductividad/difusividad térmica de materiales, destaca la técnica del pulso láser por la rapidez de medida de la difusividad térmica y la facilidad de preparación de las muestras. Sin embargo, cuando se mide la difusividad térmica en materiales porosos, aparecen problemas relacionados con la transmisión del haz láser y la subestimacion del espesor de la muestra. En este trabajo, se propone un método para evitar estos problemas que consiste en formar un sistema tricapa Cu/material poroso/Cu. Este método se ha verificado experimentalmente utilizando materiales de alúmina densa y porosa. Los valores experimentales para la alúmina porosa se han explicado a partir de modelos que estiman la conductividad térmica efectiva de un material poroso en función de la conductividad del material denso, la porosidad y el tipo de microestructura.Palabras Clave: Difusividad térmica, conductividad térmica, cerámicas porosas. Thermal diffusivity in ceramics by laser flash methodAmong the several techniques available to measure the thermal conductivity/ diffusivity, the laser flash method stands out for its low run time (less than 1 hour per temperature) and the reduced sample size required. Nevertheless, the laser flash technique is not very accurate for porous materials due to laser transmission problems and the underestimation of the total sample thickness. The attaching to the porous sample of two thin foils of an opaque and high diffusivity material (Cu) can solve these problems. This type of assembly was used to measure diffusivity in a porous alumina material. Data obtained are compared with theoretical models, wich predict effective thermal conductivity of the porous material from the thermal conductivity of the dense material, the amount of porosity and the type of microstructure. INTRODUCCIÓNEn la mayoría de las aplicaciones industriales, los materiales cerámicos están sometidos a gradientes térmicos que originan tensiones residuales y degradan su resistencia mecáni-ca. Estos gradientes térmicos dependen de la difusividad y de la conductividad térmica del material y, por ello, es fundamental conocer dichos parámetros y su variación con la temperatura. Existen varios métodos de medida (1) dependiendo del tipo de material y del rango de difusividad o conductividad. En general, se pueden agrupar en dos clases: aquellos que miden la difusividad ("pulso láser") y los que miden directamente la conductividad ("hilo caliente", "panel", "placa caliente", "comparativo"...). Algunos métodos son dinámicos como el "pulso láser" y el método del "hilo caliente", en los que el gradiente de temperatura en la muestra varía con el tiempo, mientras que otros son métodos estacionarios y calculan la conductividad cuando el sistema se encuentra en equilibrio térmico.Las características de los métodos comúnmente usados para medir la conductividad de materiales cerámicos se resumen en la Tabla I. Entre todos ellos, destaca el método del pulso láser por varias razones tales como la rapidez (1 h para ca...

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“…• time-domain methods as impulse flash method (Degiovanni and Laurent [4], Parker et al [12]); • frequency-domain methods (Guimaraes et al [7]); • step-heating method which is a promising photothermal technique for measurement of thermal diffusivity of solids (Vozàr and Srámková [13]); • Hot-wire and hot-stripe measurement using specially one single point transient temperature measurement, which gives access to longitudinal or/and tranversal thermal conductivities (Gobbe et al [6], Jannot and Meukam [8], Numes dos Santos [11]). …”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Polymers thermophysics parameters estimation in one-dimensional case

Atchonouglo

Banna

Dupré

et al. 2008

Int. J. Simul. Multidisci. Des. Optim.

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-This paper sets out an identification method for the thermal conductivity λ and the heat capacity per unit volume ρc of a polymer material. The measurement of the temperature is registered with infrared camera. An inverse reading of the F.E.M. allows to perform this identification by solving a linear algebraic system coming from a least square method. The relative uncertainty obtained in experimental case are very good.

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Une nouvelle technique d'identification de la diffusivité thermique pour la méthode « flash »

Abstract: To cite this version:A. Degiovanni, M. Laurent.Une nouvelle technique d'identification de la diffusivité thermique pour la méthode " flash ".

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Flash experiment on a semitransparent material: interest of a reduced model

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Método del âPulso Láserâ para la medida de la difusividad térmica en materiales cerámicos

Polymers thermophysics parameters estimation in one-dimensional case

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Método del âPulso Láserâ para la medida de la difusividad térmica en materiales cerámicos

Polymers thermophysics parameters estimation in one-dimensional case

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