GB T 10294-1988 绝热材料稳态热阻及有关特性的测定 防护热板法.pdf
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1、中华人民共和国国家标准绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法Thermal insulation-Determination of steady state thermal resistance and related properties-Guarded hot plate apparatus GB 10294-88 本标准;r;:效采用国际标准ISO/DIS8302绝热一一测定稳态热阳和在关特性一一防护热饭装竞)0 试件的热性质可能受材料性能和成分的可变性、含混率、时间、平均温度、温差和经历的热状态等因素而变化。因此不应将测定但不加修改地庇用于所有使用情况。代表材料的热性质需要有足够数
2、量的测定数据,只有样品能代表材料、试件又能代表样品时,才能用一个试件的i!Jl!J!lt结果来确定材料的热性质。测定结果的准确度与装匠的设lt、所用测量仪表以及试件类型有关。符合本标准的装町,当测定的平t生且哇度接近窒ifu时,测lit热性质能够准确到2 o。与其他类似装置进行大茧的测监校对后,一套装置在全部测定范固内,任何悄况都应得到大约士s?-o的准确度。保f导在装置内的试件,不改变测定条件重复测定的重复性通常;f尤f:l川。参比试件重跻安装后测定的重复性一般优于1%。这是鉴别测也方法的误差所需要的。第一篇概述主题内容与适用范围本标准规定了使用防护热板装民测11二板状试件稳态热性质的方法和
3、对装町的要求。本方法只适用于测定煤试件,试件的热阻应大于O.lmKV, 试件的热可以低到0.02 m2. K/W,但不能在全自己范围内得到前述的准确度和I重复性。木方法适用于测定匀质材料,作匀质材料应按附录A(补充件)f,1;11本方法的适用性。本方法的测定结果为在给定平均温度和1温戈下试件的热限。如试件为热匀质休且在任何、l;见j温度F试ft(tJ热阳与温差无天,则测定结果可表达为给定半).,Jiliil. 度下试件的可测导热系数。除满足k述条件外,JL试件能代表将It:材料、试怜的厚度大于可liff1!1:材料导热系数的试件最小ll度时,测定结果可表达为被抓!J材料的导热系数。如不知道可确
4、定材料导热系数的鼓小厚度,可按附录B (补充件测定。2 引用标准GB 4132 绝热材料;,iri术ilf3 术语、定义和符号3. I 水标准Fylj术的也义投GB4132: L热incr.i:o V, 国家建筑材料工业局198812 28批准1989 10-01实施一一二一一一一 GB I 0294-88 热流密度q,V/m2; 热阻R,m2K/V1 热导韦C1., VI ( m 2 K) 1 导热系数,VI(m K) 1 生JIUi:材料,g. 孔隙,事己,?Ih. 各向同f1t休。3.2 本标准!fl其他术语的定义如下za. 热系数r(mK/V)为grad,T二rq宠义的值。b. 多孔休
5、z由明显民分为阴阳和空隙组成的非匀质介质。c. 匀1页多孔休g局部j空隙,f与计算休积的部位无关的介质。d. 热稳定休z物休的导热系数或不是时间的国数,但可以是物体中位置、方向和温度的函数。e. 防护热极引如图l所示。r. 环境温度:试件边缘温度或整个防护热极组件的边缘温度。封闭装置为箱内温度,不封闭的为实验室温度。A包括加热单元、冷却单元、试件和防护单元组装好的防护热板装置。其构造. 队”,JUe. f. 原理4 ti:稳1态条件下,防护热极装目的中心lI量以域内,在具有、v行表面的均匀板状试件小,建类似于以两个平fr匀温、I极为界的无限大、Ji极rt1存在的纷ts:定热流。为保证Ij l心
6、iI r单元也立一份热流和准确测量热i.ilE密度,加热!(t元应分为在Ij1心的iI fJ:单元和由隔缝分开的环统计址单元的防护单元。并且需有足够的边缘绝热或和外防护套,特别是在远高于或低于室温下运行的装置,必须设置外防护套。通过测定稳定状态下itllii十且单元的一维恒定热流量。、it-量单元的面积A、试件冷、热表面的!1TA 一百一或热导率Ci:的2? ,;,双试if:装置,在担IJ1:热阳大O.lm2Kim的试件时加热单J的两个表面板之IH(iJ iiril I支Z向小I土0.2K。所有I:ff:农民1应处跑到在I:ff温度F的总半球辐射率大。.8。p A 一B 因2在iif Ii偏离
7、真实、的i爪应因5. 1 2 M缝平tiii :让面积!Ii)i.;i:的iI .4t F在;l;与防护单元之间111:ff隔络。阳绕在面板、I出it所占的面积不向超过ii:,1单元I (rf积的5%。i I主trilllJi (试件前lift1l:r单元供给热流量的面积)-j试刊原度有关。印度趋近右时,写于it-t,(怡;l;I自jfJ!。手试作的itl迁回f只为自古缝,, ,心绞包I目的面积。为避免复杂的修正,大阳缝宽度的10倍,应采用刷络小心绞包剔的由fJ!,5. 1 . 3 阳缝两侧的温度不、1徨Iift,t面积巳近);试件的厚度!但采Ill!主当的方法检测网络两侧的温度不平衡。通常采
8、用多投点的热电堆,热电堆的tZ1.il! xt .1词在在的不、乞衔。l.l:i立网络边缘到传感器间的距离应小于it量单兀边(成直径的s 。实际上沮!豆、l侮只有4定的不确定价,因此刷缝热阻应该尽量,::j。itID: ,元平fl防护单Ji:间的相l连约成尽lit少,尽可能避免金属的或连续的iitli。所有电线应斜的穿过vi缝,并H应该尽t+lf日俐的、低导热系数的导线,尽最遮免用非1导线。 1 GB 10294-88 、, l刽3;作存的不平街1专!忐:如,.飞S) / a 热流通过温度传感器JC主热旺阁4传感器和有关热民l示意图5 一斗一一一一一一一 、5.2 冷却单元GB 10294-8
9、8 b热流不通过i6度传部ImIC 1主热阻c 热流不通过温度传感;r.;.圭装热阳续图4I 沟精内戎由I支承片产吨的阳热区,II 加热器,I -hll热单兀金属而板,5一不、F衡传感器冷却l单兀表面ft,:、f至少fll与)口热单元的尺寸相同。冷却l单元可以是连续的、,;,板.j日晨好与加热fl,元f以。它!但维持在tg:定的低于)JU热啦元的温度。饭面的温度不均匀性1i小子试件温差的26。nJ采用金属极rjI通过恒温的流休或冷面电加热器和插入电加热器与冷却器之间的绝热材料组成。或者两种方法结合起来使用。冷tJ单元与试件相应触的表面的、十二面度应优于o.025 ?,并且处理使其后、半球辐射率
10、大70.8。5.3 边缘绝热和边缘热损失)Jn!;,单元和i式件的边缘绝热不良是试件中热流场偏离维热流场的拟源。此外,加热单元和试件边缘t的热损失会在防护!元的面极内引起缸u向温度梯度,因而产吐附加l的热i市场歪曲。应采用边缘绝热、控制周围环境温度、增加外防护套戎线性温度悦度的防护套,或者这些方法结合使用以限制边缘热损失(见图5)。加热单元边绞热扣i失的一个重要途径是沿加热器和温度传感器的导线附热。需要在加热单元附近提供一个相同温度的等温表面。所有导线应可靠地罔立在这个表团l:0 限制iJit经导线的热mt不扭过两想维条件下穿过试件热流的10%。6 GB 10294-88 a . c d 因5
11、l 热板,.!. I(.元,可限制边缘热损失的结构型式的示意图2一热饭防护可1元,3一试件,4-I争却单元,5一边缘绝热(点是温度传感器),防护吁兀6 外民i;匀;日防护f或外部温度梯度防护去,7一外8一外商j护但热,9一外部T形防护lf、1 GB 10294-88 5.4 背防护单元单试件式装旦中干?防护I(i.元由加热嚣和西极组成。1f防护单一元面向力ll热单元的表面的沮度应与所对应的加热单元表面的温度相等。防止任何热流iltt过插入其间的绝封材料。绝热材料的厚度应限制,防止因侧向热损失在加热单元的计量单元巾引起附加的热流造成误差。因防护单元表面与加热单元表面if,l度不平衡以及绝热材料侧
12、向热损失引起的测量i只差应小于0.5 %。5.5 测量仪表5.5. 1 温度测(仪表5.5.1.1 温度不平衡检测s测量温度不平衡的传感器常用1径小于0.3mm的热电偶组成的热电堆。检测系统的灵敏度应保证因网络站ii度不平衡引起的热性质测定i又差不大于0. 5 。5.5.1.2 装置内的温度g任何能够保证泯1监J.111热和1冷却单元面板rsJ温度差的准确度达1 1)的方法都可n1以洲军而板的1日度。表面温度常用永久性埋设在面极沟陪内或放在与试牛接触表由于的温度传感器(热屯偶)来测111。在tf-J;(单元而板上1t茧的温度传感器的数J1l应大于10./A或2(取大者)。A为计量附元的面积,以
13、、f方米计。:fl?7将一个传感器设宣在计捡回事l的rt1心。冷却单元rui饭上19:(温度传应器的数量与计主t(!元的相同,ti/:il与11垦!)!元相对应。5.5. 1.3 试件的温差t由于试.ft与装宵的面极之间的接触热阻影响,试件的温差用不同的方法确定。a. 表面子整、热阪大于o.5m2.K/W的非刚性试件,温差由永久性理lJ:在加l热和冷却单元面极内的温度lt;感ffii(通常为热!,q骂)泯I丘。b. 刚性i式牛贝iJI日边当的匀质的i片拍人试件与面极之间。由薄片刚性试刊薄片组成的复合试件的热Pll民1方法5.5.1.3a确定。薄片的热阻不应大于试件热阻的卡分之一,并应在与测定时
14、相同的、1均温度、和!同f:度和压力F!(. J虫测fiti片的热限。总热阻与薄片热Pll之差为刚性试件的热阻。c. lijli测!在刚性试件表面温度的方法是在试件表面或在试件表面的沟懵内装iJ:热电f禹。这种方法!但使用很细的热rI,偶戎薄片!ri热电偶。热屯f冉的数最应满足5.5.1.2要求。此时试件的厚度应为垂豆试lf:表面方古热流方向)上热电偶的小心距离。比较5.5.l.3b有15.5.l.3c两种方法得到的结果,有助于如划、测量误差。5.5. 1.4 i白皮传感器的吧式和安装:安装在金属面极内的热电偶,其直径应小于0.6mm,较小尺寸的装页,宜用1ti圣不大于0.2mm的热L.flJ
15、.。低热阻试中表面的热电偶宜理人试ft:表面内,否则必须用(径直i细的热屯用。所有热屯伺必须用标定过的热偶线材,lj作,支热LI,(,闰J(1.J!虫标定后筛选。t是材应满足附录F1j1专用级要求。如不满足,应对每因品1度传感器归国热流的扭曲、传感器的f墓和其他特性引起的温差泪ljJl:.误差应小于I%。使用其他温度传j占;ig.j,亦应满足上述要求。5.5.2 厚度测吐测r,t试件fi度的准确度应优:f0.5?0。由于热切胀和板的压力,试件的Pl度可能变化。ll议在装旦旦、在实际的测定温度和压力下测量试件lJ度。5.5.3 屯iJ:rJr,t系统温度和i民芫测r.1:仪表的灵敏!立和准确!立
16、应不低于温差的0.21。力11热(,Ii功率泯l益的i灵1.应小子0.l?o, 5.6 夹紧力1,;z自己备可施加但定压紧力的装且,以改辞试f:与板的热接触或在极间保持一个准确的问距。可采用tH力弹簧、杠杆的革系统等方法。洲.ii:绝热材料时,施加l的压力一般不大于2.5kPa,测定可以缩的试(f:时,F令极的ff)(戎边)与防护单元的角(或边)之间需垫人小戳丽的低导热系数的支柱以限制试件的压缩。8 . GB. 10294-88 5. 7 围护当冷却单元的温度低于室温或平均温度显著高于室温时,防护热饭装置应该放入封闭容器巾,以便控制箱内环境温度。当冷却单元的温度低于室温时,常设置致岭器控制箱内
17、空气的露点。防止冷却单元表面结露。如需要在不同气体中测定,应fl备控制气休及其压力的方法。注g建议装置的设计者仔细阅读附录c(补充件)和l附录E参考件E装置的性能校核新的或改进过的防护热板装置,必须进行下列各项校核后才能投入使用。6. 1 平面度工作表面的平面度用四棱尺或金属直尺和塞规检查,尺的长度应大于工作表面的宽度或直径。如表团平面度小于30m时,将尺的梭线紧靠被测表面,在尺的背面用光线照射棱线边行观察。6.2 电器连接和自动控制器a. 用薄的、低热阻试件装人装置内,并让教个装置在空温rt与实验室空气热ll衡。所有温度传感器指示的温度应很接近室温,并检查各温度传感器的干扰。b. 用绝缘部u
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- GB 10294 1988 绝热材料 稳态 有关 特性 测定 防护 热板法
