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      導熱系數試驗儀

      發布時間:2021/9/22 10:15:11瀏覽:1136次

      絕熱材料穩態熱阻及有關特性的測定

      本標準三個章節,敘述了使用和設計防護熱板裝置所需的所有信息:概述;裝置和誤差分析;試驗過程。

      傳熱與測量的性質,大部分傳熱性質的試驗是針對低密度的多孔材料進行的,在這種情況下,材料內部的真實傳熱情況可能包含輻射。

      固相和氣相熱傳導和某些情況的對流傳熱三種方式的復雜組合,以及它們的交互作用和傳質尤其是含濕材料。

      對于這些材料通過測量熱流量、溫度差及尺寸,利用公式計算得到的試件的傳熱性質常誤稱為導熱系數,可能并不是材料自身的固有性質。

      根據ISO9288該性能應被稱作傳遞系數,因為它可能取決于測試條件傳遞系數在其他地方常被稱為表現導熱系數或有效導熱系數。

      在相同的測試平均溫度下,傳遞系數可能在很大程度上取決于試件的厚度或溫差。輻射傳熱是傳遞系數受試件厚度影響的首要因素。

      因此不僅材料本身性質會影響試驗結果,而且與計劃體制接觸的表面的熱輻射特性亦會影響試驗結果。

      輻射傳熱還導致傳遞系數與溫度有關,當溫差超過限定的范圍內,各種材料各種測試平均溫度的這種影響可用實驗檢測。

      因此當同時提供接觸表面的輻射特性時,熱阻就能較好地描述試件的熱性能。當試件中存在有對流的可能性時如低溫下輕質的礦物棉材料。

      裝置的方向、試件的厚度、溫差等可影響傳遞系數和熱阻。對于這種情況,雖然在第3章試驗過程中未包括這些試驗條件的細節。

      也至少要詳盡描述試件的幾何形狀和邊界條件,另外評估測量結果時,尤其在實際應用測量結果時應有足夠的相關知識。

      在測量過程中試件含濕量對傳熱的影響也是一個復雜因素。因此干燥試件僅需根據標準程序進行試驗。

      對于含濕材料的試驗,需有其他注意事項,本標準不包括這些內容。當按本標準方法確定的傳熱性質用于預測實際使用情況下的特定材料的熱品質時。

      盡管其他因素如施工工藝會產生影響,但對所提及的物理原理的知識也是極為重要的。所需背景為了得到正確的結果,防護熱板裝置的設計和正確的操作,以及試驗結果的解釋是一項復雜的工作。

      需要格外引起注意,建議防護熱板裝置的設計者、操作者、試驗結果的使用者應對被評估的材料、產品和系統內的傳熱機理應有完整的知識。

      并有相關的電氣和溫度測量經驗,特別是對弱電信號測量有一定的了解,也應具備良好的實驗室實踐技能。

      設計者,操作者和數據的使用者對上述各領域知識要求的深度可能不同。設計尺寸和國家標準世界各地存在著很多不同的符合各自國家標準的防護熱板裝置設計。

      并且不斷研究、發展以提高設備和測量技術,因此要求一種特定設計或尺寸的裝置是不實際的,尤其是總體要求可能相差很大時。

      指南由于發現不同形式的裝置到可比較結果,本標準給新裝置的設計者提供了溫度和幾何尺寸的范圍都足夠大。

      建議新裝置的設計者仔細閱讀附錄D參考文獻,在新裝置完工后,建議采用現有的熱阻不同的一種多種參考材料進行試驗。

      附錄A列出了本標準闡述的裝置性能和試驗條件的極限數值,還包含推薦的操作程序和實踐知識,以及建議的試件尺寸。

      這些會提高一般測量水平有助于改善實驗室間對比和合作測量程序。

      范圍規定了使用防護熱板裝置測定板狀試件穩態傳熱性質的方法以及傳熱性質的計算。測量傳熱性質的絕對法或仲裁法。

      只需要測量尺寸、溫度和電功率。符合本標準試驗方法的報告,試件的熱阻不應小于0.1m2·K/W,但不一定在全部范圍內達到所述的準確度。

      試驗結果可表示被測試件的平均可測導熱系數;試驗結果可表示的導熱系數或表現導熱系數。

      ISO 7345:1987 絕熱——物理量和定義

      ISO 9229:1991 絕熱——材料、產品和體系——詞匯

      ISO 9251:1987 絕熱——傳熱條件和材料性能——詞匯

      ISO 9288:1989 絕熱——輻射傳熱

      物理量和定義

      ISO 9346:1987 絕熱——傳質——物理量和定義

      ISO7345ISO9251確立的以及下列術語和定義適用于本標準

      物理量

      符號

      單位

      熱流量

      Φ

      W

      熱流密度

      q

      W/m2

      熱阻1

      R

      m2·K/W

      熱導率

      Δ

      W/m2·K

      導熱系數2

      λ

      W/m·K

      熱阻系數

      γ

      m·K/W

      孔隙率

      ε

       

      局部孔隙率

      εp

       

      1. 某些情況下,可能需要考慮溫差被熱流量除,沒有特殊的符號來表示此物理量,有時也被稱為阻值。
      2. 在大多數情況下,gradT的方向不同(不是由單一常數確定,而是由常數矩陣確定)。此外試件內部位置變化、溫度變化以及時間變化都會引起導熱系數的變化。

       

      1 符號和單位

      符號

      描述

      單位

      A

      在選定的等溫面上測得的計量面積

      m2

      Ag

      隔縫面積

      m2

      Am

      計量區域面積

      m2

      b

      從隔縫中心線算起的防護寬度

      m

      c

      不平衡系數

      m

      cP

      熱板的比熱容

      J/(kg·K

      cS

      試件的比熱容

      J/(kg·K

      d

      試件的平均厚度

      m

      d1,d2……,d5

      指定試件SI,S2,S3,S4,S5的厚度

      m

      dp

      金屬板的厚度

      m

      e

      邊緣厚度

      -

      EA

      計量面積的誤差

      -

      Ed

      厚度誤差

      -

      Ee

      邊緣熱損失誤差

      -

      EE

      電功率值的誤差

      -

      Eg

      不平衡的誤差

      -

      Es

      不對稱誤差

      -

      ET

      溫度差的誤差

      -

      熱流量的誤差

      -

      g

      隔縫寬度

      m

       

      1 符號和單位(續)

      符號

      描述

      單位

      ht

      單位溫度差下的熱流密度

      W/m2·K

      2l

      隔縫中心到隔縫中心的計量部分邊長

      m

      me

      狀態調節后的相對質量變化

      -

      md

      干燥后狀態調節產生的相對質量變化

      -

      mr

      干燥后相對質量變化

      -

      mw

      試驗后相對質量變化

      -

      M1

      來樣時試件質量

      kg

      M2

      干燥后試件質量

      kg

      M3

      狀態調節后試件質量

      kg

      M4

      試驗后試件質量

      kg

      M5

      試驗前試件質量

      kg

      P

      周長

      m

      q

      熱流密度

      W/m2

      qe

      邊緣熱流密度

      W/m2

      r

      熱阻系數

      m·K/W

      R

      熱阻

      m2·K/W

      Re

      邊緣絕熱熱阻

      m2·K/W

      t

      時間

      s

      T

      傳遞系數

      W/m · K

      T1

      試件熱面溫度

      K

      T2

      試件冷面溫度

      K

      Ta

      環境溫度(試件周邊的溫度)

      K

      Te

      試件的邊緣溫度

      K

      Tm

      平均溫度,通常為(T1+T2/2

      K

      V

      隔縫的溫度

      m3

      y

      時間間隔

      m

      Z1

      傳遞系數的增量

      -

      Z2

      輻射率

      -

      Z3

      導熱系數

      -

      Δd

      厚度的增量

      m

      ΔR

      熱阻的增量

      m2·K/W

      ΔT

      溫差,通常為(T1-T2

      K

      ΔTg

      隔縫的溫差

      K

      Δt

      時間間隔

      s

      ΔT

      傳遞系數的增量

      W/m · K

      ε

      輻射率

      -

      λ

      導熱系數

      W/m · K

      λg

      隔縫材料的導熱系數

      W/m · K

      λt

      表觀導熱系數

      W/m · K

      Λ

      熱導率

      W/m2·K

      §

      孔隙率

      -

      1 符號和單位(續)

      符號

      描述

      單位

      §p

      局部孔隙率

      -

      Φ

      熱流量

      W

      Φe

      邊緣熱損失的熱流量

      W

      Φe1

      邊緣熱流量

      W

      Φg

      不平衡熱流量

      W

      ΦT

      試驗時流經試件的熱流量

      W

      ΦW

      各種導線引起的熱流量

      W

      Φ0

      單位溫度不平衡引起的隔縫熱流量

      W/K

      Þd

      干試件的密度

      Kg/m2

      Þp

      裝置的熱板或冷板的密度

      Kg/m2

      Þ

      經狀態調節后試件的密度

      W/m2

      ón

      斯蒂芬-波爾茲曼常數

      5.67W/m2·K4

       

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