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一、导热(热传导) 基本概念 : 物体各部分之间不发生相对位移时,依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递称导热。 如:固体与固体之间及固体内部的热量传递。 从微观角度分析气体、液体、导电固体与非金属固体的导热机理。 ( 1 )气体中:导热是气体分子不规则热运动时相互碰撞的结果,温度升高,动能增大,不同能量水平的分子相互碰撞,使热能从高温传到低温处。 ( 2 )导电固体:其中有许多自由电子,它们在晶格之间像气体分子那样运动。自由电子的运动在导电固体的导热中起主导作用。 ( 3 )非导电固体:导热是通过晶格结构的振动所产生的弹性波来实现的,即原子、分子在其平衡位置附近的振动来实现的。 ( 4 )液体的导热机理:存在两种不同的观点:第一种观点类似于气体,只是复杂些,因液体分子的间距较近,分子间的作用力对碰撞的影响比气体大;第二种观点类似于非导电固体,主要依靠弹性波(晶格的振动,原子、分子在其平衡位置附近的振动产生的)的作用。 说明:只研究导热现象的宏观规律。
河北艺能锅炉有限责任公司(原吴桥导热油炉有限责任公司):是专业从事导热油炉热能,能源环保产品的成套工程设计,开发,科技服务的股份制企业;是一家能源领域和化工行业供热系统,提供热能的专业服务商和设备供货商。主要向亚洲地区和全球客户提供优质的中国加热炉热能产品。目前,产品已送销东南亚、非洲和欧洲等地区和国家 公司立足河北,山东,依托最具规摸生产能力的艺能导热油炉集团,艺能集团的核心工厂,全方位向社会提供环保,节能,高效导热油炉产品,为用户提供超值服务。 公司产品有:一,⑴圆筒型和方箱型燃煤有机热载体加热炉或导热油锅炉,⑵立式和卧式燃油燃气导热油锅炉,⑶CCS标准的船用有机热载体加热炉,⑷熔盐炉(燃煤,燃油燃气)。二:为木材加工行业供热系统提供热能产品:⑴热能中心,热能工厂,能源中心,能源工厂,⑵燃木质废料的方箱型和圆筒型导热油锅炉,⑶余热蒸汽锅炉,⑷蒸汽发生器,以满足木材加工生产工艺对用热的需要。三:⑴燃油燃气蒸汽锅炉,蒸发量0.5-20吨/小时,⑵燃油燃气热水锅炉,供热量力而为30-300万大卡/小时,⑶燃油燃气热风炉,供热量30-1000万大卡/小时。四,蒸汽发生器。五,锅炉配套供应件:⑴加热炉炉本体,炉座;往复炉排炉座,⑵进口和国产燃烧器,⑶各型锅炉上煤机,⑷各型锅炉出渣机,⑸锅炉炉排无级调速箱,⑹锅炉鼓风机;引风机,⑺锅炉旋风式除尘器;陶瓷式多管式除尘器;花岗岩水膜除尘器。⑻导热油炉高温循环泵,⑼导热油;导热油清洗剂。是中国地区最具规模的专业开发生产导热油炉系列产品的高科技企业之一。 公司设有多家服务机构,直接贴近客户,全方位向社会提供技术咨询,人员培训,产品安装,调试一条龙服务。 公司的服务理念是:求真务实,以人为本,科技为先,品质为上,信仪为重,锐意进取,全方位提高运营品质,为用卢提供最先进的设计技术,最可靠的制造质量,最优秀的售后服务,最全面的技术培训,为加热炉产品的腾飞作出贡献,推动加热炉应用技术的新发展。 品质,科技,服务,是公司永恒的追求,艺能锅炉的宗旨是:充分吸取国內外先进的技术和经验,不断地为用卢提供高性能,底能耗,安全保质的质优产品和服务。 艺能锅炉公司热忱欢迎广大客卢前来洽谈,咨询,光临惠顾 电话:0317-7361096 24小时电话:13633279160牟春伟 公司官网:http://www.yndryl.com
IKA C5000 热量仪维修手册故障1:开机无反应。①、检查电源插座是否有电,没有电的请排查上一级供电。②、检查开关处的绿灯是否亮,不亮的请检查开关工作是否正常。③、检查控制部分内的变压器是否有交流电输出,没有的请更换变压器。(7104200)④、调整显示器后部的光感旋扭。⑤、重新安装程序到DIMM PC。⑥、更换DIMM PC并重新安装程序。⑦、更换主板。(3616000)故障2:实验不能开始①、检查冷却器工作是否正常。②、仪器是否已经自检完成,出现stable(ok for test)③、重新安装程序。④、更换主板(3616000)。故障3:升降头合不上(发生在一开始实验时)①、检查升降轴上是否有异物。②、检查水位探针小孔内是否有水珠,用纸把水吸干。③、更换升降头里的小板④、检查桶上的小磁铁磁性是否正常。⑤、检查马达丝杆下的位置开关是否正常。故障4:升降头不能升降。①、检查马达丝杆上是否有足够的黄油。②、检查点火板到马达的电路。③、更换马达。(3289900)④、更换主板。(3616000)故障5:注水时间过长。(实验进水期报警)①、清洗内桶、仪器右上方的滤网。②、检查仪器内部的滤网上的O圈是否套在滤网的顶部,不是的请调整至滤网顶部。③、检查是否会报水位报警。故障6:无温升。(实验点火一分钟后报警)①、到维修菜单里手动检查搅拌是否正常。②、检查氧弹内是否是氧气压力。③、排空氧气,检查氧弹内的棉线是否已经没有,假如棉线没有了,样品还在,说明棉线和样品没有接触好,重新实验。④、棉线和样品都在:1)检查氧弹内的两电极是否存在虚接。2)更换点火板。3)更换主板。故障7:排水时间排不干净。(实验完)①、清洗内桶、仪器右上方的滤网。②、检查仪器内部的滤网上的O圈是否套在滤网的顶部,不是的请调整至滤网顶部。③、水量是否过多。故障8:结果不稳定。①、仪器在冬天需4~5个实验才能达到稳定。① 、样品是否完全燃烧。③、检查氧气压力是否正常。④、氧弹有没有漏气。⑤、内桶、水位探针、仪器盖子是否保养光亮。⑥、天秤工作是否正常。⑦、室温是否保持稳定。⑧、是否用的是自来水或矿泉水,是否已经加了稳定液。⑨、依次更换水位探针、温控板、内外桶温度探头,主板。故障9:实验前期、末期超时。①、更改至调整模式,放入空的钳锅,坐调整实验,约需70分钟,调整成功后正常关机再重启。故障10:不能联接Calwin软件。①、到“开始”-“CalWin 2.00”-“Calcfg”里检查COM口是否设置好。②、用重新安装软件。③、更换电脑。
[img=水量热计法高温平板导热仪升级改造解决方案,690,446]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210021605330949_5078_3221506_3.png!w690x446.jpg[/img][color=#990000]摘要:水流量平板法是目前常用的耐火材料导热系数测试方法,相应的导热仪具有测试温度高、大温差测量、结构合理简单、造价便宜和操作方便等突出优点,国内外用户众多,但存在的致命问题是测量低导热系数的隔热材料时误差巨大。针对水流量平板法导热仪,本文提出了一种改造升级方案,即采用一种高精度量热计技术代替现有的水量热计,彻底解决测量误差大的难题,在保留原有水流量平板法导热仪众多优势的前提下,实现导热系数测量精度大幅提高和测试时间大幅缩短,以满足各种高温隔热材料的低导热系数快速准确测量需求。[/color][color=#990000][/color][b]一、问题的提出[/b]对于导热系数小于0.03W/mK的隔热材料,其高温范围(1000℃以上)的导热系数准确测量一致都是没有很好解决的技术难题。但为了获得隔热材料的高温导热系数,并且出于测试设备的经济性考虑,很多国内外机构都选择了商业化的水流量平板法导热仪进行测试。水流量平板法导热仪是一种依据标准测试方法的导热系数测试设备,相关标准如下:(1)美国ASTM C201“耐火材料导热性的标准测试方法”。(2)英国BS 1902-505“耐火材料导热系数标准测试方法(平板/水量热计法)”。(3)冶金行业标准YB/T 4130-2005“耐火材料导热系数试验方法(水流量平板法)”。上述三个标准测试方法的基本原理完全一样,所采用的技术都是通过水量热计来测量流经样品厚度方向上的热流量。由于水量热计比较适用于较大的热流量测量,对于较小的热流量测量则存在巨大误差,因此这种测试方法比较适用于导热系数较高(大于0.1W/mK)的耐火材料。由于水流量平板法导热仪可以进行温度达1500℃以上的高温导热系数测试,因此很多客户采用这种导热仪进行高温隔热材料的测试评价,由于测量误差巨大使得导热系数测试结果往往非常小,严重误导了材料的研发、生产和性能评价。目前国内主流的商品化水量热计法导热系数测定仪有如图1所示的几种规格,测试温度可以从1200℃到1600℃。[align=center][img=01.国内常见的水流量平板法高温导热仪,690,274]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210021606396191_613_3221506_3.png!w690x274.jpg[/img][/align][align=center]图1 国内常见的几种水流量平板法高温导热仪[/align]尽管水流量平板法在高温导热系数测试中存在巨大误差,但随着量热分析技术的进步,可以对水流量平板法进行升级改造,可以通过提高量热计测量精度实现高精度的高温导热系数测量。选择水流量平板法导热仪进行技术改造,主要是因为水流量平板法导热仪具有以下便利特征:(1)水流量平板法导热仪的整体测试结构非常合理,高温加热加载在样品的顶面,水量热计位于被测样品的底面,从而在样品厚度方向上形成大温差,这非常符合隔热材料的实际使用工况,可以获得被测样品材料的等效导热系数。(2)样品顶面加热装置是一个独立的机构,可通过改变发热体材料实现不同的加热温度,由此可实现从1000℃至1500℃,甚至最高可达2000℃以上的高温,非常便于隔热材料高温导热系数的测量。(3)被测样品的装卸非常方便,并且可对不同尺寸的样品导热系数进行测试。(4)最重要的是水量热计位于测量装置的底部,更换水量热计比较方便,可以很容易的更换高精度量热计而不影响测量装置的整体结构。(5)水流量平板法导热仪的价格普遍很低,且国内用户众多。基于上述特点,针对水流量平板法导热仪,本文将提出一种改造升级方案,即采用一种高精度量热计技术代替现有的水量热计,彻底解决测量误差大的难题,在保留原有水流量平板法导热仪众多优势的前提下,实现导热系数测量精度大幅提高和测试时间大幅缩短,以满足各种高温隔热材料的低导热系数快速准确测量需求。[b]二、现有量热计热流测试技术分析[/b]在稳态法导热系数测试方法中,关键技术之一就是对流经样品的热流进行准确测量。热流测量的典型技术是量热计法,即基于量热计的比热容特性,通过测量量热计吸收或放出热量后的温度变化来确定所吸收或放出的热量多少。量热计在导热系数测试中有如下典型应用:(1)防护热板法:如图2(a)所示,防护热板法实际上是一种典型的绝热量热计法,热板作为样品热面温度的实施热源,其最终稳定温度就是完全吸收电加热功率后热板所升高的温度。因此,通过测量热板完全吸收的加热功率(即加载的电功率)就可以获得流经样品的热流。[align=center][img=02.量热计用于导热系数测试的两种测试方法示意图,690,243]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210021607339875_6761_3221506_3.png!w690x243.jpg[/img][/align][align=center]图2 量热计用于导热系数测试的两种测试方法示意图:(a)防护热板法;(b)水流量平板法[/align](2)水流量平板法:如图2(b)所示,与防护热板法类似,也用的是量热计法,只是量热计位于被测平板样品的冷面来测量流经样品的热流。量热介质则是流动的液体,通过测量量热介质的温升,可根据量热介质的比热容计算得到量热介质吸收的热量大小。从上述量热计在导热系数测量中的两个典型应用,可以做出以下分析:(1)防护热板法中采用的量热计技术,可以获得很高的导热系数测量精度。但由于需要使用护热技术使得量热计输出的热量只流经样品,即量热计周边处于一个高温动态等温绝热环境,而量热计自身还需处于高温状态,这使得量热计在高温下很难实现绝热防护和保证量热计尺寸的稳定性,因此防护热板法只能实现1000℃以下的导热系数准确测量。(2)水流量平板法是将量热计布置在被测样品的冷面,这样做的好处是样品冷面温度较低(特别是测试低导热系数隔热材料样品时),这样可以很容易实现较高样品热面温度。但带来的问题是如果样品冷面温度超过100℃,会使得水量热计中的流体产生沸腾蒸发而影响测量精度,如果通过增加水流速度避免流体沸腾蒸发,则会使得进出口之间的温差减小,也同样会带来另外的测量误差。同时水量热计四周较差的绝热防护措施而产生较大热损,会带来严重的测量误差。这些就是致使水流量平板法测量误差较大的主要原因,这些因素在高导热系数测量时还不明显,但在测量低导热系数时,测量误差所占比重则会很大,导热系数测量结果会明显偏低,甚至会有数量级水平的误差。(3)从上述两种量热计在导热系数测试的典型应用可以看出,两种量热计法测试都是在稳态状态下进行,每次导热系数测试都需要在样品冷热面温度和热流达到稳定状态。特别是对于高温范围的隔热材料测试,需要漫长时间进行多个温度点下的测量才能获得一条导热系数随温度变化曲线。从上述分析可以看出,尽管水流量平板法存在测量误差巨大的严重缺陷,但在高温导热系数测量中则有巨大的潜力。只要克服水量热计存在的问题,就可解决低导热系数高温测量难题,因此问题的关键就是如何采用新型的量热计技术来代替目前的水量热计。[b][color=#990000]三、高精度金属块量热计解决方案[/color][/b]我们从最基本的物体吸收热量与温升的关系出发,即材料的比热容定义:单位质量物体升高一度所吸收的热量,可以设计出以下导热系数动态测试方法:(1)如图3所示,将图2(b)所示的水流量平板法导热仪中的水流量计更换为一平板金属块作为量热计,量热计上方的其他结构保持不变。[align=center][img=03.金属块量热法高温导热系数动态测试设备结构示意图,500,313]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210021609596535_7755_3221506_3.png!w690x433.jpg[/img][/align][align=center]图3 金属块量热法高温导热仪结构示意图[/align](2)此金属块量热计采用高导热金属材料制成,用于吸收透过被测样品的热流量。采用高导热金属材料作为量热计是为了保证量热计温度能快速均匀,以满足测试模型中要求量热计始终处于等温的边界条件,同时具有耐高温能力,以能够进行高温下的导热系数测试。(3)由于金属块量热计的快速均温能力,那么通过量热计的温度变化就可以计算得到样品冷面的热流变化。(4)为了使金属块量热计所吸收的完全是透过被测样品的热量,最大限度减小量热计的热损失,借鉴了保护热板法的技术方案,即在金属块量热计四周增加了主动护热装置来实现绝热。(5)还继续采用原有水流量平板法导热仪的加热装置和温度测量装置,但加热装置的温度以线性方式进行变化,由此使得被测样品的冷热面以相同的升降温速率进行变化。通过上述测量得到的冷面热流变化,以及结合测量得到的冷热面温度和温度变化速率,可以得到整个温度变化过程中的导热系数变化曲线。综上所述,只需对水流量平板法导热仪中的水量热计进行更换,即可实现绝热材料高温导热系数的准确测量,同时采用了线性升温加热方式,大幅缩短了测试时间。[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]
[color=#990000] 摘要:针对防护热板法单样品和双样品这两张测量模式的导热仪,从热损防护角度定性的详细介绍了这两种测量模式的区别、工程实现难度和适用范围。同时还介绍了判断防护热板法导热仪在护热方面是否标准规范以及测试能力的几个条件。[/color][color=#990000] 关键词:防护热板法,导热仪,单样品,双样品,温差探测[/color][color=#990000][/color][b][color=#990000]1. 概述[/color][/b] 根据被测样品的数量形式,稳态防护热板法导热仪一般分为单样品和双样品测量模式,如图1-1所示。[align=center][img=,690,255]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/11/201811192208526790_9940_3384_3.png!w690x255.jpg[/img][/align][color=#990000][/color][align=center]图1-1防护热板法导热仪样品结构形式。(a)双样品模式;(b)单样品模式[/align] 由上图可知,在双样品模式下,两块完全相同的平板样品位于计量板和护热板的两侧。稳态时,计量板产生的热量分为两部分分别流经两个样品进入不同的冷板。在理想情况下,流经每个样品的热量为总热量的一半Q/2,样品的热面温度Th大于样品冷面温度Tc,两个样品的冷面温度相等Tc1=Tc2=Tc,计量板侧向热损Qg=0。 在单样品模式下,则只需要一块样品,将双样品模式下的另一块样品用隔热材料代替。稳态时,计量板产生的热量全部流经样品进入冷板。在理想情况下,流经样品的热量为总热量Q,样品的热面温度Th大于样品冷面温度Tc,底部护热板温度与样品热面温度相同Th1=Th,计量板侧向热损Qg=0。 从上述双样品和单样品两种测量模式可以看出,两种模式的整体结构和边界保证条件基本相同,主要区别是单样品模式在减少了一块样品的同时,增加了底部护热功能。因此在单样品模式中,由于只使用一块样品,这就对样品的一致性(材质、密度、湿度、尺寸、表面粗糙度和表面平整度等)可以放低要求,导热仪整体结构和实际样品测量操作都变得相对简单,这使得在实际测试中这种单样品模式应用十分广泛。 尽管单样品模式看似比双样品模式简单,但在实际仪器制造和测试应用中,两者有着巨大区别。本文将根据上海依阳实业有限公司在双样品和单样品模式防护热板法导热仪制造及其测试应用中的经验,详细介绍两种模式防护热板法的区别、工程实现的难度和适用范围。[b][color=#990000]2. 区别[/color][/b] 防护热板法普遍应用于低导热隔热材料和制品,但防护热板法的导热系数测试下限并不是可以无限制的低。 单样品与双样品模式防护热板法一样,在测试超低导热系数(或大热阻)样品时会遇到相同的难题,而单样品模式则更严峻。量化的数值分析将在另外一篇文章中进行详细介绍,本文仅从宏观角度进行分析。 单样品导热仪所面临的更严峻问题主要体现在以下几个方面: (1)防护热板法导热系数测试的基本原理基于一维稳态传热,边界条件是绝热,其技术核心是热防护,即对中心计量板进行全方位的护热,使计量板上产生的热量尽可能全部垂直穿过样品,形成一维稳态热流测试条件。从图1-1所示的样品测试结构图可以看出,对于双样品结构,护热重点在于侧向热防护,而对于单样品结构,则除了侧向护热外,重点则是计量板的底部热防护,这是因为薄板式计量板的底部面积要大于其侧面面积,计量板底部容易产生更大热损。因此,在高精度防护热板法导热仪中,一方面是采用双样品测量模式,最大限度减少热损通道;另一方面是采用圆形计量板形式,除了考虑加热均匀性易实现外,圆形结构也是为了最大限度减少侧面热损面积。 (2)由于单样品模式中增加的底部护热功能使得热防护面积增大,如果采用相同能力的温差探测器进行热防护控制,单样品模式下的热损控制精度就要比双样品模式下的热损精度差好几倍。这也就是说,单样品模式要达到双样品模式同样的热损控制精度,就需要大幅度提升温差探测器的灵敏度。 (3)如果要达到双样品模式中的相同温度梯度,对于单样品模式则仅需要一半的加热功率。同时,由于护热作用,只需很小的热量就可以使计量板达到设定温度下的稳定状态,对于超低导热系数的大热阻样品所需的热量就更小。无论是单样品模式还是双样品模式,防护热板法装置的热损属于固定的系统误差,计量板产生的热量越小则对应热损占总热量的比例就越大,相应的测量误差就越大,这种情形在多层隔热材料、真空绝热板和真空玻璃这些超级隔热材料导热系数测量中表现的非常明显。由此可见,对于超低导热系数或大热阻样品的测试,无论是单样品还是双样品防护热板法,都面临着需要解决超高灵敏度的温差测量难题。对于单样品防护热板法这种技术难度更大,需要将温差探测器灵敏度提升的更高。[b][color=#990000]3. 计量板侧面积与横截面积之比[/color][/b] 为了更直观的认识防护热板法中侧向热损的发生位置和面积大小,本文将进行简单的公式计算以将热损情况和严重程度进行全面展示。 对于防护热板法装置,热损都发生在计量板与样品不接触的表面上,在计量板这些表面处以热量会以导热、辐射和对流的传热形式形成热损。由此,这些热损处的表面积越大,所产生的热损就会越多。 对于双样品防护热板法导热仪,热损发生面为计量板的侧表面。对于单样品防护热板法导热仪,热损除了发生在计量板的侧表面之外,还会发生在计量板的底部表面上。这里具体计算出计量板侧表面积和底部面积的大小区别,以便有一个更直观的认识。 对于圆形计量板,底部面积与侧表面积之比为:[align=center][img=,340,63]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/11/201811192210042720_7230_3384_3.png!w690x128.jpg[/img] [/align] 式中:r表示圆形计量板半径;l表示圆形计量板厚度。 对于正方形计量板,底部面积与侧表面积之比为:[align=center][img=,340,63]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/11/201811192210380363_3665_3384_3.png!w690x128.jpg[/img][/align] 式中:D表示正方形计量板的边长;l表示正方形计量板厚度。 一般而言,计量板无论是半径还是边长,都大于样品厚度,为保证形成一维稳态热流测试条件,通常它们的比例关系至少为8~10倍(实际往往远大于这个比例),那么对应的面积比例范围就是2~5倍。对于圆形计量板,面积比例范围为4~5倍,而对于正方形计量板,面积比例范围则为2~2.5倍,由此可见圆形计量板的面积比例更大。[b][color=#990000][/color][color=#990000]4. 结论[/color][/b] 综上所述,看似单样品模式是对双样品模式的一种简化,但由于单样品模式中增加了底部护热功能,这使得单样品相对于双样品模式,单样品模式要达到双样品模式相同的测量精度则会面临更高的技术要求,工程实现和保证测量精度的难度更大。因此单样品模式并不是高精度测量的首选模式,普通的单样品模式防护热板法导热仪只适用于以下几种情况: (1)导热系数较大的隔热材料,如大于0.03W/mK,或热阻小于1m^2K/W。 (2)一些双样品制样困难、对称的一维稳态温场建立比较困难的情况,但导热系数和热阻范围要满足上述要求。 在有些实际应用中,因为众多因素的限制,只能应用单样品模式的防护热板法装置进行导热和热阻的测试,这种情形主要表现在隔热复合材料、真空隔热材料的隔热性能测试表征中。在目前的防护热板法应用中,针对这些超级隔热材料和制品,实际上存在着很大的问题,普遍现象就是导热系数测量的重复性和再现性很差,主要原因就是在测试这些超级隔热材料时热损问题会被明显的凸显出来。针对这些问题及其解决方法和关键技术,我们将专文进行量化描述。[b][color=#990000][/color][color=#990000]附录:判断防护热板法导热仪在护热方面是否规范的几个条件[/color][/b] 护热技术是防护热板法导热仪的关键技术之一,而温差探测技术则是护热技术的核心,随着测量精度和测试温度范围的提升,会给温差探测技术提出更高的要求,相应的制造难度更大,故障率愈高。 目前很多防护热板法导热仪,为了降低制造难度和仪器的故障率,普遍都规避了标准测试方法中规定的使用温差探测技术(如热电堆温差探测装置),而改为采用铂电阻等精度较高的温度传感器直接进行温度测量和控制来进行护热。但由于温度传感器的灵敏度远不如由许多只热电偶构成的热电堆温差探测器,从而造成测量误差很大。这种误差在普通隔热材料导热系数(0.03W/mK以上)的测试中并不明显,但在超低导热系数隔热材料的导热系数(0.03W/mK以下)的测试中,误差明显增大的现象则会十分突出。 因此,可以根据以下几个条件来判断防护热板法导热仪在护热方面是否规范,同时这也是判断测量能力的一种简单方法。 (1)是否采用了温差探测器。双样品模式下,计量板的侧向护热是否采用了温差探测器,一般都是采用多只热电偶组成的热电堆温差探测器。热电偶数量越多,温差探测器越灵敏,护热效果越好。 (2)单样品模式中底部护热温差探测器采用了多少只热电偶。单样品模式下,除了要求具有与双样品模式下相同的侧向护热温差探测器之外,还要求底部护热温差探测器装置的灵敏度要更高,所用的热电偶数量更多,往往会是成倍的增加。 (3)温差探测器多数采用的是热电偶组成的热电堆,探测器越灵敏,需要的热电偶数量就越多,越多的热电偶使得流经热电偶丝进行传热的漏热量增大。 (4)热电偶制成的热电堆式温差探测技术不可能无限制提高灵敏度,这主要是因为在工程实现上难度很大,除非采用高灵敏度温差探测的新技术和新手段。
保温材料的导热系数测定1. 实验原理 平板式导热仪的工作原理:在一定厚度的具有平行表面的均匀板状试件中,建立理想状态下,以两个平行的均温平板为界的无限大平板的一维恒定热流,通过测量中心计量板达到稳态后的热量Q,按照热阻的计算公式,求得试件的导热系数λ。 任何物体的热量传递都有三种形式:热传导、热辐射、热对流。不同温度流体的各部分流体之间,由于发生相对运动产生热传递称为热对流。物质的微观粒子的运动以光的形式辐射能量,称成为辐射。 在温度不平衡条件下,物体内存在温差,热能分布不均匀,在物体内部没有宏观位移的情下,热量从高温向低温部分传递,不同温度物体的互相接触时,同样存在没有物质转移而存在热量传递现象,这种借助于物质微观粒子的无序运动的热传递现象称为热传导,又称为热扩散。 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/11/201311251322_479096_2784284_3.jpg 根据传热学理论,垂直于无限大平板方向的热流量,沿厚度d方向与平板面侧的温度差、平板面积成正比,与平板厚度成反比(上图)。 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/11/201311251334_479107_2784284_3.jpg 式中,Q—垂直于平板方向传递的热量,称为热流量;t1-t2 平板两面的温度差;d—平板厚度;S为平板面积。λ—为比例系数,称为导热系数。所以导热系数的方程如下所示: http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/11/201311251336_479108_2784284_3.jpg 上式就是导热系数的运算方程。如果用用功率P表示,P=kQ,k是系数,如果P单位为W(瓦),长度单位用m,温度单位用K(℃),则导热系数单位为W/(mK)。导热系数方程变为: http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/11/201311251336_479109_2784284_3.jpg式(3)就是绝对测量的导热系数方程。2. 实验仪器:DZDR-P 平板法导热仪 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/11/201311251324_479098_2784284_3.jpg3. 试样准备试样长×宽应为300×300mm,试样厚度在1mm-50mm。试样应覆盖中心量热器和内保护装置的整个表面。4. 实验步骤打开便携式空气压缩泵开关,将压力调节至0.4MPa,抽取1分钟后关闭。打开回流装置,提升测试槽上方的冷板,将样品放入其中,降下冷板,开始测试实验,冷板温度为30℃,热板温度为50℃。5. 实验结果 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/11/201311251325_479099_2784284_3.jpg该保温材料的导热系数为0.02676。
发热量标定及操作方法: 将一克煤炭放到冲入过量氧气(助燃)氧弹中燃烧,它所产生的热量必然通过氧弹向内桶的水中导热,通过方箱上盖的搅拌叶将其搅拌均匀后,内筒温度探头精确测量氧弹中一克煤碳所释放的能量---即热量,表示单位为焦耳J或卡KA,二者换算单位为;一卡等于4.1816焦耳,焦耳为国标单位,日常工作与生活中通常说卡而很少有人说焦耳。 通过上面我们知道一克煤碳的热量使用内筒探头所测得,那么,如果内筒探头没有一个标准的起始参照温度为起点,它测不出一克煤碳的总热值,所以,在这一克煤碳没有燃烧之前,内筒探头要选择一个稳定的温度值为参照物,那么,这个标准而又稳定的参照物就是注满在方箱中的水,而方箱中的水温是绝不允许变化的,当然,绝对不可能,但要尽量控制其水温不能大幅或瞬间波动。
我们是典型的生产型企业,生产并销售建筑保温材料,选购了南京大展机电技术研究所的DZDR- P平板法导热仪。 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/12/201312012120_480213_2835146_3.jpg 南京大展机电技术研究所的DZDR- P平板法导热仪,主要构成如下:气动总成:气缸(控制测试板使之上下运动,完成测试样品的装夹过程)。以气缸为动力的运动装置不会因为产生额外热量而影响仪器的测量精度。控制主机:32位ARM架构的微处理器为核心,24位A/D模数转换芯片。彩色液晶显示器,参数设定比较简便,一目了然,人机界面清新友善。 测试主机:采用单试件方式,测试时只需要一块试样。使用特别定制的新型耐高温绝热材料和多层复合结构。分段多点独立控制加热器和微型铂电阻传感器,以小区域精密温度控制来保证整个测试面的温度均衡。集成数据采集、线性补偿、智能算法的后台软件。用创新思维处理产品设计中的每一个细节,使导热仪成为新设计理念的集大成。 很多同行在选购仪器时都很迷茫,下面简单介绍一下我们在选购导热仪时注意的几点:1)主要技术指标: 改变试样厚度,测量条件不变,其导热系数测量值应基本一致。 在相同的平均温度(冷板和热板温度的平均值),如25℃,改变冷热板温差,如从冷板10℃、热板40℃变为冷板20℃、热板30℃,测出的导热系数值应基本一致。 环境温度在允许范围内波动,测试结果的重复性如何。 仪器的自动化程度及设计理念的先进性。[a
[align=left][font=宋体][size=3]一、导热(热传导) [/size][/font][font=宋体][/font][/align][size=3][/size][size=3][/size][align=left][size=3][font=宋体]基本[/font][font=宋体]概念 :[/font][/size][/align][size=3][/size][size=3][/size][align=left][size=3][font=宋体] [/font][font=宋体]物体各部分之间不发生相对位移时,依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递称导热。 [/font][/size][/align][size=3][/size][size=3][/size][align=left][size=3][font=宋体] [/font][font=宋体]如:固体与固体之间及固体内部的热量传递。 [/font][/size][/align][size=3][/size][size=3][/size][align=left][font=宋体][size=3]从微观角度分析气体、液体、导电固体与非金属固体的导热机理。 [/size][/font][/align][size=3][/size][size=3][/size][align=left][font=宋体][size=3]( 1 )气体中:导热是气体分子不规则热运动时相互碰撞的结果,温度升高,动能增大,不同能量水平的分子相互碰撞,使热能从高温传到低温处。 [/size][/font][/align][size=3][/size][size=3][/size][align=left][font=宋体][size=3]( 2 )导电固体:其中有许多自由电子,它们在晶格之间像气体分子那样运动。自由电子的运动在导电固体的导热中起主导作用。 [/size][/font][/align][size=3][/size][size=3][/size][align=left][font=宋体][size=3]( 3 )非导电固体:导热是通过晶格结构的振动所产生的弹性波来实现的,即原子、分子在其平衡位置附近的振动来实现的。 [/size][/font][/align][size=3][/size][size=3][/size][align=left][font=宋体][size=3]( 4 )液体的导热机理:存在两种不同的观点:第一种观点类似于气体,只是复杂些,因液体分子的间距较近,分子间的作用力对碰撞的影响比气体大;第二种观点类似于非导电固体,主要依靠弹性波(晶格的振动,原子、分子在其平衡位置附近的振动产生的)的作用。 [/size][/font][/align][size=3][/size][size=3][/size][align=left][font=宋体][size=3] 说明:只研究导热现象的宏观规律。 [/size][/font][/align]
导热油加热器是以煤、重油、轻油、可燃气体其他可燃材料为燃料,导热油为热载体。利用循环油泵强制液相循环,将热能输送给用热设备后,继而返回重新加热的直流式特种工业炉, 分析导热油加热器的产品性能特点如下: 1、导热油加热器能在交底的运行压力下(0.5Mpa),获得较高的工作温度(≤320℃),降低了用热设备的受压等级,可提高系统的安全性。 2、加热均匀柔合,温度调节采用PID自整定智能控制,控温精度高(≤±1℃),可满足高工艺标准的严格要求。 3、运行控制及安全监测装置齐全完备,升温过程全自动控制,操作简捷,安装方便。 4、闭路循环供热,热量损失小,节能效果显著,无环境污染,使用范围广。 5、导热油加热器备有低温型(≤180℃),中温型(≤300℃),高温型(≤320℃),产品规格全,用户选择范围广。 6、导热油加热器体积小,占地少,可安装在用热设备附近,不需专设锅炉房,不需要设专人操作,可降低设备投资及运行费用,回收投资快。
[size=16px][color=#cc0000]摘要:本文详细分析了目前稳态法(防护热板法和热流计法)测量真空绝热材料(真空绝热板和真空玻璃)导热系数中存在的技术难度,介绍了国外在提高测量精度方面所做的有意尝试和研究,结合热流计高精度校准技术的突破,展示了高精度准确测量真空绝热材料的实施途径,简单介绍了真正能在绝热材料产品生产和品控中灵活应用的导热系数测量装置。[/color][/size][align=center][size=16px]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/size][/align][size=18px][color=#cc0000]1. 稳态法导热系数准确测量难度分析[/color][/size][font=宋体][size=16px] 真空玻璃和真空绝热板是目前市场上普遍使用的隔热性能最佳的两类材料,它们的隔热性能表征一般采用导热系数这一物理性能参数,而导热系数的准确测量则普遍采用精度最高的绝对测量方法——稳态保护热板法。下面将针对真空玻璃和真空绝热板这些超低导热系数材料来分析稳态保护热板法的测量难度,也就是说,通过分析来说明准确测量超低导热系数对稳态测试方法中存在那些具体难度。[/size][/font][font=宋体][size=16px] 根据傅里叶传热定律,在稳态且一维热流条件下,被测板材样品厚度方向上的导热系数[/size][/font][font=宋体][size=16px]定义为:[/size][/font][size=16px][img=,690,65]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/12/202012112005539612_2783_3384_3.png!w690x65.jpg[/img][/size][font=宋体][size=16px][font=宋体] [/font]式中:[/size][/font][size=16px]Q[/size][font=宋体][size=16px]表示流经样品厚度方向上的热量,单位[/size][/font][size=16px]W[/size][font=宋体][size=16px];[/size][/font][size=16px]d[/size][font=宋体][size=16px]表示被测板材样品的厚度,单位[/size][/font][size=16px]m[/size][font=宋体][size=16px];[/size][/font][size=16px]A[/size][font=宋体][size=16px]表示热流流经被测样品的横截面积,单位㎡;Δ[/size][/font][size=16px]T[/size][font=宋体][size=16px]表示被测板材样品两个表面之间的温度差,单位℃或[/size][/font][size=16px]K[/size][font=宋体][size=16px]。[/size][/font][font=宋体][size=16px][font=宋体] [/font]对于常用的真空绝热板,其厚度一般都在[/size][/font][size=16px]10~20mm[/size][font=宋体][size=16px]。在稳态法测试过程中,样品两面的温差一般控制在[/size][/font][size=16px]15[/size][font=宋体][size=16px]℃[/size][/font][size=16px]~25[/size][font=宋体][size=16px]℃范围内,而真空绝热板的导热系数一般为[/size][/font][size=16px]3~4mW/mK [/size][font=宋体][size=16px]。[/size][/font][font=宋体][size=16px][font=宋体] [/font]为了便于分析,假设稳态护热板测试过程中,样品厚度为[/size][/font][size=16px]10mm[/size][font=宋体][size=16px],温差控制在[/size][/font][size=16px]20[/size][font=宋体][size=16px]℃,样品横截面积为[/size][/font][size=16px]300mm[/size][font=宋体][size=16px]×[/size][/font][size=16px]300mm[/size][font=宋体][size=16px],导热系数为[/size][/font][size=16px]4mW/mK[/size][font=宋体][size=16px]。那么在测试过程中,流经样品厚度方向上的热量按照傅里叶定律计算为:[/size][/font][size=16px][img=,690,78]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/12/202012112006318020_5772_3384_3.png!w690x78.jpg[/img][/size][font=宋体][size=16px][font=宋体] [/font]由此可见,在稳态法测试真空绝热板样品过程中,流经样品的热流量非常小。这意味着如果采用传统的保护热板法测试仪器测量超低导热系数的真空绝热板会带来极大的误差,例如,采用目前国际上计量级别的稳态法测试仪器测量导热系数为[/size][/font][size=16px]0.04W/mK[/size][font=宋体][size=16px]的隔热材料,测量精度最高可达到±[/size][/font][size=16px]1%[/size][font=宋体][size=16px],而如果用来测量导热系数为[/size][/font][size=16px]0.004W/mK[/size][font=宋体][size=16px]的真空绝热板,则误差则会扩大到±[/size][/font][size=16px]10%[/size][font=宋体][size=16px],而普通的稳态法测量仪器此时的测量误差很容易扩大到±[/size][/font][size=16px]50%[/size][font=宋体][size=16px]以上。由此,显而易见,经典的保护热板法导热仪基本上无法准确测量真空绝热板和真空玻璃的导热系数,[/size][/font][size=16px]Wessling[/size][font=宋体][size=16px]等人[/size][/font][size=16px][1][/size][font=宋体][size=16px]的研究也同样得出此结论。[/size][/font][font=宋体][size=16px][font=宋体] [/font]从上述傅里叶传热定律可以看出,真空绝热板导热系数的测量准确性,完全取决于热量、样品冷热面温差和样品厚度测量的准确性。[/size][/font][font=宋体][size=16px][font=宋体] [/font]有关样品冷热面温差和样品厚度测量准确性的影响因素以及保证措施,在等人[/size][/font][size=16px][2][/size][font=宋体][size=16px]的研究中进行了描述。针对具体导热系数测试仪器,温差测量和厚度测量都可以通过一系列具体措施来保证测量精度,如采用测温精度更高的热电阻温度传感器等。[/size][/font][font=宋体][size=16px][font=宋体] [/font]真空绝热板和真空玻璃导热系数准确测量的最大难度集中在测量流经样品的微小热量,与之相关的测试难点主要体现在以下几个方面:[/size][/font][font=宋体][size=16px][font=宋体] [/font]([/size][/font][size=16px]1[/size][font=宋体][size=16px])稳态法测试中的保护热板法,要求主加热器的热量以尽可能小的热损失传递给被测样品,但在实际测试仪器中还是会存在一定程度的热损失,也就是测量得到的热量[/size][/font][size=16px]Q[/size][font=宋体][size=16px]一般会比实际热量偏低,按照傅里叶传热定律,由此得到的被测样品导热系数一般会比实际导热系数数值要低。如果采用保护热板法测量真空绝热板和真空玻璃的超低导热系数,则主加热器上的热量则会更低,如果还要求热损失在总热量中所占比重保持不变,则对热防护措施提出更高的要求,要实现热损失小一个数量级的热防护,这对于稳态护热板法测试仪器几乎是无法实现的技术难度。[/size][/font][font=宋体][size=16px][font=宋体] [/font]([/size][/font][size=16px]2[/size][font=宋体][size=16px])稳态法测试中的热流计法,要求样品两面温度均匀,采用热流计来测量流经样品厚度方向上的热流密度。热流计法的优点是测量样品中心区域的热流密度而不用太考虑侧向热损失,但带来的问题是这里的热流计要采用稳态防护热板法仪器进行校准,如果要测量流经真空绝热板和真空玻璃的微小热量,同样需要稳态防护热板法仪器能准确提供如此小热量的准确热流来进行热流计校准。由此可见,热流计法测量真空绝热材料的测试难题同样归结到了上述稳态护热板法无法实现的技术难题上。[/size][/font][font=宋体][size=16px][font=宋体] [/font]([/size][/font][size=16px]3[/size][font=宋体][size=16px])为了实现稳态法微小热量下导热系数的准确测量,[/size][/font][size=16px]Wessling[/size][font=宋体][size=16px]等人[/size][/font][size=16px][1][/size][font=宋体][size=16px]采用了[/size][/font][size=16px]ASTM C 1114[/size][font=宋体][size=16px]“薄加热装置稳态热传导特性的试验方法”对真空绝热板进行了测试研究,如图[/size][/font][size=16px]1[/size][font=宋体][size=16px]所示。[/size][/font][size=16px]ASTM C 1114[/size][font=宋体][size=16px]方法实际上一种防护热板法的变化形式,是将双样品防护热板法装置中的主加热器和护热加热器用一个薄加热器代替,两个尺寸和性能完全相同的被测样品板把此薄加热器加持在中间,这样可以有效的降低侧向热损,并认为施加在薄加热器中的电能完成转换为热量传递给样品。[/size][/font][size=16px]Wessling[/size][font=宋体][size=16px]等人的工作证明了薄加热器装置测量真空绝热板导热系数的有效性,但这种测试方法和装置只能适用于双样品测试,而且样品尺寸会因为真空腔体和薄加热器等因素的限制而有固定限制,不太适合作为适合各种不同规格尺寸真空绝热板和真空玻璃导热系数测试的通用型仪器设备。[/size][/font][align=center][size=16px][img=,438,500]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/12/202012112007008163_2840_3384_3.jpg!w690x786.jpg[/img][/size][/align][align=center][size=16px][color=#cc0000][font=宋体]图[/font]1 ASTM C 1114[font=宋体]薄加热器真空绝热板导热系数测试系统[/font][/color][/size][/align][font=宋体][size=16px][font=宋体] [/font]([/size][/font][size=16px]4[/size][font=宋体][size=16px])尽管上述薄加热器改善了稳态法测试中的热损,但热损失还是实际真空绝热板和真空玻璃导热系数测量中的主要误差源,这是因为大多数真空绝热板外表面耐磨损的金属或塑料薄膜,而这些薄膜是侧向热损的主要热通道,而真空玻璃的外部玻璃也是热损的主要通道。这些热通道对于普通隔热材料而言所造成的热损可以忽略不计,但对于真空绝热板和真空玻璃测试中的微小热流,则这些热通道所带来的热损失则显着十分突出。[/size][/font][font=宋体][size=16px][font=宋体] [/font]([/size][/font][size=16px]5[/size][font=宋体][size=16px])目前稳态法测试中的一个突出难题是测试仪器很难覆盖各种规格尺寸真空绝热板和真空玻璃的导热系数测试评价,一般是采用庞大的测试设备来进行覆盖,使得测试仪器的造价十分昂贵。[/size][/font][size=18px][color=#cc0000]2.[font=宋体]解决方案[/font][/color][/size][font=宋体][size=16px][font=宋体] [/font]为了解决上述真空绝热材料导热系数测试中存在的难度,上海依阳实业有限公司采用最新独创性技术,提出了以下具体解决方案以及具体分析。[/size][/font][font=宋体][size=16px][font=宋体] [/font]([/size][/font][size=16px]1[/size][font=宋体][size=16px])测试方法还是基于稳态法,但采用的稳态热流计法,这样就无需考虑热损给准确测量带来的影响,同时还可以实现测试仪器的较低造价和灵巧尺寸。[/size][/font][font=宋体][size=16px][font=宋体] [/font]([/size][/font][size=16px]2[/size][font=宋体][size=16px])为了保证测量的准确性和快捷性,方案中所用的稳态热流计法是一种改进型方法,即护热式稳态热流计法,即在被测样品的两个表面都进行了高精度的护热,以在被测样品两个表面上形成一定面积的高精度均温区,避免被测样品表面导热对测量结果带来的影响。[/size][/font][font=宋体][size=16px][font=宋体] [/font]([/size][/font][size=16px]3[/size][font=宋体][size=16px])热流计法高精度测量绝热材料超低导热系数的核心技术是对热流计进行高精度的校准。上海依阳实业有限公司在热流计校准技术方面最近取得了突破,采用高精度量热技术,可以在测量仪器上通过量热模块以自校准方式快速和高精度的校准测量用热流计,校准精度远大于经典防护热板法测量仪器的校准精度。再结合使用高灵敏度热流计,可以实现对流经真空绝热板和真空玻璃微小热流的高精度测量。[/size][/font][font=宋体][size=16px][font=宋体] [/font]([/size][/font][size=16px]4[/size][font=宋体][size=16px])按照傅里叶稳态传热公式[/size][/font][size=16px](0.0.1)[/size][font=宋体][size=16px],在被测样品性能(导热系数和厚度)固定的条件下,如果要准确测量超低导热系数,可以设法增大热量和增大温差,即在测试过程中适当的增大被测样品冷热面的温差,从而在仪器的固定测量精度下能明显提高导热系数测量精度。[/size][/font][font=宋体][size=16px][font=宋体] [/font]([/size][/font][size=16px]5[/size][font=宋体][size=16px])由于真空绝热板和真空玻璃的厚度普遍较小,测试面积(如正方形边长[/size][/font][size=16px]100mm[/size][font=宋体][size=16px])完成能够满足稳态法测量实现一维热流过程中对测试面积的要求。因此,测量装置将采用正方形结构(边长[/size][/font][size=16px]100mm[/size][font=宋体][size=16px])或圆形结构(直径[/size][/font][size=16px]100mm[/size][font=宋体][size=16px]),可以大幅度降低测试仪器尺寸和相应造价。[/size][/font][font=宋体][size=16px][font=宋体] [/font]([/size][/font][size=16px]6[/size][font=宋体][size=16px])真空绝热板和真空玻璃导热系数测量装置将采用便携式分体结构,如图[/size][/font][size=16px]2[/size][font=宋体][size=16px]所示。整个测量装置主要包含加热装置和热流测量装置两部分,它们的尺寸边长在[/size][/font][size=16px]200mm[/size][font=宋体][size=16px]左右。在测试过程中,分别将它们紧贴在被测绝热材料板两侧。由此可以看出,这种结构和尺寸的导热系数测量装置,基本可以覆盖所有真空绝热板和真空玻璃产品的导热系数测量,并十分具有灵活性,通过放置在产品的不同部位可测量产品的导热系数分布。[/size][/font][align=center][size=16px][img=,500,185]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2020/12/202012112007573283_8484_3384_3.jpg!w690x256.jpg[/img][/size][/align][font=宋体][size=16px][/size][/font][align=center][size=16px][color=#cc0000][font=宋体]图[/font][font=&]2 [/font][font=宋体]真空绝热材料导热系数稳态热流计法测量装置测量布局图[/font][/color][/size][/align][font=宋体][size=16px][font=宋体] [/font]([/size][/font][size=16px]7[/size][font=宋体][size=16px])由于具有超高的测量精度以及样品尺寸的兼顾性,此方案的导热系数测量装置自然可以测量常温常压下普通隔热材料的导热系数。[/size][/font][size=18px][color=#cc0000]3.[font=宋体]参考文献[/font][/color][/size][font=宋体][size=16px]([/size][/font][size=16px]1[/size][font=宋体][size=16px])[/size][/font][size=16px]Wessling, Francis C., et al. [/size][font=宋体][size=16px]“[/size][/font][size=16px]Subtle Issues in theMeasurement of the Thermal Conductivity of Vacuum Insulation Panels.” Journalof Heat Transfer-Transactions of The Asme, vol. 126, no. 2, 2004, pp. 155–160..[/size][font=宋体][size=16px]([/size][/font][size=16px]2[/size][font=宋体][size=16px])[/size][/font][size=16px]Cucchi, Chiara, et al. [/size][font=宋体][size=16px]“[/size][/font][size=16px]Standard-BasedAnalysis of Measurement Uncertainty for the Determination of Thermal Conductivityof Super Insulating Materials”. 2020, pp. 171–184.[/size][align=center][size=16px]=======================================================================[/size][/align]
[table][tr][td][color=#ff0000]摘要:本文针对耐火隔热材料导热系数测试中的大温差和小温差这两类主流测试方法,明确了有效导热系数和真导热系数的定义,首次详细描述了这两个参数之间的关系、区别和详细转换方法,明确了这两类主流测试方法的适应范围,从而便于在耐火隔热材料性能评价中选择合适的测试方法,有利于对耐火隔热材料的隔热性能做出准确测试评价,从而保证对隔热材料及结构的正确选择和设计。[/color][/td][/tr][/table]关键词:耐火材料、隔热材料、有效导热系数、真导热系数、导热系数、大温差、测试方法[align=center][b][color=#3333ff]注:文中有大量公式,但不便在网页中进行完整显示。本文的PDF格式完整版本,已在本文的结尾处附上。[/color][/b][/align][b][color=#ff0000]1. 引言[/color][/b] 导热系数是评价和使用耐火隔热材料的关键参数,但在实际测试和应用中还存在许多困惑和误区。 耐火隔热材料在实际高温条件下使用时多为板材和管材,隔热材料大多处于一个受热面和背热面温度相差巨大的热环境中。而在材料样品导热系数具体测试中,有些是在模拟实际使用热环境的大温差条件下进行测量,而有些则是在很小温差、甚至没有温差的条件下进行测量,不同的测量导致所得到的结果相差很大,这给耐火隔热材料的性能评价和使用带来很大困扰。 由于技术上的局限性和测试及验证手段不足等原因,耐火隔热材料行业多年来一致对耐火隔热材料导热系数测试方法缺乏准确的理解,对哪种测试方法更能准确表征耐火隔热材料性能并不明确,由此造成测试方法混杂和乱用的现象,使得很多隔热结构设计人员在耐火隔热材料的性能评价和选材中不知该用哪种测试方法,经常会出现误导现象,甚至导致工程应用中出现漏热等重大事故。 为了满足耐火隔热材料在实际工程中的应用,加强对耐火隔热材料导热系数测试的准确了解,规范耐热隔热材料导热系数测试方法的选择,本文首次将耐火材料导热系数测试方法,按照测试过程中样品一维热流方向上的大温差和小温差进行分类,由此分别定义出有效导热系数和真导热系数。通过对这两种导热系数分析、计算和验证,展示出这两种导热系数的区别、相互关系以及可转化性,明确如何正确选择耐火隔热材料测试方法,明确如何正确描述和表达耐火隔热材料的隔热性能,由此实现耐火隔热材料测试评价和选材的规范性。[color=#ff0000][b]2. 耐火隔热材料导热系数主要测试方法和设备2.1. 测试方法[/b][/color] 材料导热系数测试方法主要分为稳态法和瞬态法,对于耐火隔热材料的导热系数测试而言也是如此。但由于耐火隔热材料一般都是在高温下使用,所以相应的测试方法也需要满足高温要求。由此,目前国内外也仅有限几种方法可用于耐火隔热材料高温条件下的导热系数测试,如图 2‑ 1所示。[align=center][img=,500,156]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/02/201802142042533218_8908_3384_3.png!w690x216.jpg[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图2‑ 1 耐火隔热材料高温导热系数测试方法分类[/color][/align] 采用以上测试方法进行耐火隔热材料的测试设备如下:[color=#ff0000][b]2.2. 测试设备2.2.1. 稳态热流计法高温导热系数测试仪器[/b][/color] 稳态热流计法高温导热系数测试仪器依据GB/ T 10295、ASTM C201和ASTM C518标准测试方法,是一种标准的稳态法导热系数测试设备。稳态热流计法高温导热系数测量原理如图 2‑ 2所示,当水平放置的被测平板状样品上下热面和冷面处在恒定温度时,在被测样品的中心区域和热流测量装置的中心区域会建立起类似于无限大平板中存在的一维稳态热流。通过测量热流密度、试样的热面和冷面温度以及试样厚度则可获得被测试样的导热系数。稳态热流计法高温导热系数测试仪器图 2‑ 3所示。[align=center][img=,690,389]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/02/201802142044227159_7689_3384_3.png!w690x389.jpg[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图2‑ 2 热流计法高温导热系数测量装置原理图[/color][/align][align=center][color=#ff0000][img=,690,535]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/02/201802142044416555_2241_3384_3.jpg!w690x535.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#ff0000]图2‑ 3 上海依阳公司热流计法高温导热仪[/color][/align] 与其它测试方法相比,稳态热流计法高温导热系数测试方法及其仪器最显著特点就是测试条件可以模拟耐火隔热材料在各种实际工程中的应用环境,稳态热流计法是目前唯一能模拟出实际工程隔热环境的测试方法,在被测样品上能够建立起工程实际应用中的隔热大温差,即温度样品冷面可以控制在室温~50℃以下,而样品热面温度则可以达到1500℃以上的高温。[b][color=#ff0000]2.2.2. 稳态保护热板法中温导热系数测试仪器[/color][/b] 稳态保护热板法导热系数测试仪器依据GB/T 10294和ASTM C177标准测试方法,是一种标准的稳态法导热系数测试设备。稳态保护热板法导热系数测试原理如图 2‑ 4所示。保护热板法有单样品和双样品之分,样品置于加热板上,样品2/3尺寸大小的热板内布置用于量热的加热丝,其它尺寸外缘部分布置防护加热丝,并有隔离缝,下部是辅助防护加热,这样热板部分的发热量通过样品形成一维稳态热流,均作为热流密度的计算量,因此保护热板法是一种绝对方法。稳态保护热板法高温导热系数测试仪器如图 2‑ 5所示。[align=center][img=,516,301]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/02/201802142045185716_9092_3384_3.jpg!w516x301.jpg[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图2‑ 4 单样品防护热板法测量原理图[/color][/align][align=center][color=#ff0000][img=,441,486]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/02/201802142045307632_8761_3384_3.jpg!w441x486.jpg[/img][/color][/align][color=#ff0000][/color][align=center]图2‑ 5 德国耐驰公司高温保护热板法分析仪[/align] 稳态保护热板法高温导热系数测试方法及其仪器最显著特点就是其测量精度最好,常用于计量和校准标准材料和其它测试仪器,被测样品冷热面温差小,最大不超过50℃,但保护热板法测试仪器用于耐火保温材料导热系数测试中的最大问题是测试温度不高,样品热面温度最高只能达到600℃。[b][color=#ff0000]2.2.3. 准稳态高温导热系数测试仪器[/color][/b] 准稳态导热系数测试技术是一种新型测试方法,准稳态高温导热系数测试仪器依据ASTM E2584标准测试方法。准稳态法是一种介于稳态法和瞬态法之间的一种测试方法,准稳态导热系数测试原理如图 2‑ 6所示。[align=center][img=,560,370]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/02/201802142046135293_9233_3384_3.png!w690x457.jpg[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图 2‑ 6 准稳态法导热系数测量原理图[/color][/align] 准稳态法采用的是一维热流加热方式,被测平板状样品在被加热或冷却到一定阶段后,通过试样的热流速度将达到一个缓慢变化状态,也就是准稳态状态,由此可以测量样品在加热和冷却过程中热流随时间的变化速度,,通过得到的准稳态条件下的热流和温度变化测试数据,可以准确计算出被测材料的热扩散系数、热容、热焓和导热系数。准稳态法高温导热系数测试仪器如图 2‑ 7所示。[align=center][img=,500,578]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/02/201802142047447306_5655_3384_3.png!w690x798.jpg[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图 2‑ 7 上海依阳公司准稳态法高温导热仪[/color][/align] 从原理上讲准稳态法是一种大温差形式的动态测试方法,在试验过程中的测量参数都是试样表面温度变化,不涉及到材料的内部变化,而是将材料的内部变化都看成为一个等效传热过程,因此这种方法可以用于材料在具有相变和化学反应过程中的有效热扩散系数、热容、热焓和有效导热系数测量。准稳态法的另外一个突出优点在于大大缩短了测试周期,基本可在36小时内测试得到一条有效导热系数随温度的变化曲线。[b][color=#ff0000]2.2.4. 瞬态热线法高温导热系数测试仪器[/color][/b] 瞬态热线法导热系数测试仪器依据GB/T 5990和ASTM C1133标准测试方法,是一种标准的瞬态法导热系数测试设备。瞬态热线法导热系数测试原理如图 2‑ 8所示。[align=center][img=,475,359]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/02/201802142048251129_5443_3384_3.jpg!w475x359.jpg[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图 2‑ 8 热线法导热仪结构原理图[/color][/align] 热线法是在样品(通常为大的块状样品)中插入一根热线。测试时,在热线上施加一个恒定的加热功率,使其温度上升。测量热线本身或与热线相隔一定距离的平板的温度随时间上升的关系。热线法高温导热系数测试仪器如图 2‑ 9所示。[align=center][img=,690,555]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/02/201802142048505870_3628_3384_3.jpg!w690x555.jpg[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图2‑ 9 美国TA公司热线法高温导热仪[/color][/align] 瞬态热线法高温导热系数测试方法及其仪器最显著特点就是仪器结构简单和测试温度高,可以轻松实现1400℃下的高温测试,这也是过去常用的耐火隔热材料导热系数测试方法和仪器。 与上述稳态测试方法相比,瞬态热线法高温导热系数测试方法及其仪器在测试过程中要求被测样品整体温度达到均匀一致后再进行测量,所以瞬态热线法是一种无温差的测试方法。由于热线法中的热线很细,热线通电加热后热量向热线的径向方法传播,所以热线法测量的是样品整体导热系数而没有方向性,所以热线法要求被测样品由各向同性材质制成。[b][color=#ff0000]2.2.5. 瞬态闪光法高温导热系数测试仪器[/color][/b] 需要特别指出的是:传统意义上的瞬态闪光法并不适合对耐火隔热材料材料的导热系数进行测试, 这主要是因为耐火隔热材料的导热系数普遍偏低,脉冲光辐照到样品前表面后,脉冲形式的加热热量无法传递到样品背面,使得样品背面几乎没有任何温度变化,背温探测器基本检测不到任何温升信号。因此,Gembarovic和Taylor在闪光法基础上开发了一种步进加热三点测温的测试方法用于低导热材料的高温热扩散系数测量,测量原理如图 2‑ 10所示,整个测量装置的结构如图 2‑ 11所示。[align=center][img=,600,363]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/02/201802142049373131_4398_3384_3.png!w690x418.jpg[/img][/align][align=center][color=#ff0000]图 2‑ 10 瞬态步进加热三点测温法高温热扩散系数测量原理图[/color][/align][align=center][b][img=,690,441]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/02/201802142049522161_6872_3384_3.png!w690x441.jpg[/img][/b][/align][align=center][color=#ff0000]图2‑ 11 瞬态步进加热三点测温法高温热扩散系数测试系统结构示意图[/color][/align] 这种测试方法和设备可以对相对较小的样品()进行温度高达1500℃下的高温热扩散系数测量,测量原理与闪光法近似,只是将闪光加热的脉冲宽度加的很长,对样品表面进行长时间的加热,从而使得热量能传递到样品背面获得有效测量信号。但这种测试方法在取样过程中样品不能太厚,否则热量还是无法传递到样品背面,由此很容易造成取样没有代表性问题。[b][color=#ff0000]2.3. 各种测试方法测试能力比较[/color][/b] 通过上述耐火隔热材料导热系数各种测试方法和相应测试设备的描述,将各种测试方法和测试仪器的主要特点、能力和要求进行汇总比较,如图 2‑ 12所示,由此对各种测试方法有一个直观的了解。[align=center][color=#ff0000][img=,590,160]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/02/201802142051019290_574_3384_3.png!w690x188.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#ff0000]图2‑ 12 耐火隔热材料导热系数测试方法和测试仪器比较[/color][/align] 从图 2‑ 12中的综合比较可以看出,综合能力排名前两位的是准稳态法和稳态热流计法,这也就是上海依阳实业有限公司选择生产这两种测试仪器的主要原因之一。[b][color=#ff0000]3. 真导热系数和有效导热系数的定义[/color][/b] 根据上述针对耐火隔热材料导热系数测试方法所进行的介绍,可以发现尽管测试方法和测试设备有不同形式,但这些测试方法都离不开温度场这个环境变量和测试条件,即无论测试方法怎么变化,都必须使得被测样品要么是大温差、要么是小温差(将无温差归到小温差范围内)。这样,我们就可以将耐火隔热材料的导热系数按照温差大小分别对应进行定义,即: (1)样品小温差下,或无温差下得到的导热系数定义为真导热系数; (2)样品大温差下测量得到的导热系数定义为有效导热系数。 以往有效导热系数的定义多根据被测样品的均质性和组分结构的多样性来定义,并没有明确的按照测试温差大小(或使用过程中的温差大小)来定义。现在明确采用温差大小来定义和区分有效导热系数和真导热系数的不同,一方面是便于今后对耐火隔热材料测试方法选择和耐火隔热材料热性能的准确描述,另一方面也是依据标准测试方法所做的规定。 在国内外所有稳态法导热系数标准测试方法中,都指出:“通过测量热流、温差及样品厚度尺寸,利用稳态傅立叶导热公式计算得到的材料传热性质(导热系数或有效导热系数),可能并不是材料自身固有特性,因为它很大程度上可能取决于具体测试条件,例如试验过程中样品上的冷热面温差大小”。这句话指出了两个基本事实,可以理解为有两个含义: (1)一个事实就是材料的固有特性,即材料的固有特性是不受测试条件影响而本身存在的。所以在测试过程中要明确了解到底测量的是不受测试条件影响的材料固有特性,还是测量与测试或使用环境有关的特定环境特性。 (2)材料的固有特性,很大程度取决于具体测试条件,即取决于样品上的冷热面温差大小。温差小时测量得到则是固有特性,温差大时测量得到的则不是固有特性。 根据标准测试方法中的这些规定,就可以很容易进一步明确耐火隔热材料导热系数的定义: (1)样品小温差下,或无温差下得到的导热系数定义为真导热系数,即样品材料的固有导热系数; (2)样品大温差下测量得到的导热系数定义为有效导热系数,即样品材料的环境导热系数。 由此可见,一旦材料制成,其真导热系数就会固定不变,真导热系数就是这材料的固有特性。而这种材料在不同使用温度环境下,则会有相应的有效导热系数,这主要是因为在大温差条件下,有效导热系数会包含除真导热系数之外,还包括与辐射和对流传热相对应的辐射导热系数和对流导热系数。 由此可见,在小温差条件下,假设不考虑辐射传热和对流传热形式,同时假设也忽略气体导热传热,那么所谓的真导热系数,基本就代表了材料的固相导热系数。因此,为了对样品材料的真导热系数进行准确测量,很多标准测试方法对导热系数测试中的小温差进行了规定:GJB 329规定测试温差应控制在10~50℃,GB/T 10295建议温差控制在5~10℃,ASTM相关标准规定该温差应不大于25℃。由此可见,在最大温差不超过50℃条件下,就可以忽略稳态法测量中辐射和对流传热的影响,稳态法测量得到的样品导热系数,就是真导热系数。需要注意的是:耐火隔热材料由于低密度和高孔隙率,材料内部有大量孔隙,由此这个真导热系数,包括了材料的固体导热系数和气体导热系数。 根据上述小温差的定义,温差小于50℃的导热系数测试都是真导热系数测试。那么对于样品温度均匀无温差的测试,所得到的导热系数更是真导热系数。完成了两种导热系数定义后,就可以很明确知道不同测试方法测量得到不同类型的导热系数,即: (1)真导热系数测试方法:保护热板法、瞬态热线法、瞬态闪光法。 (2)有效导热系数测试方法:热流计法、准稳态法。[color=#ff0000][b]4. 真导热系数与有效导热系数的关系及其转换4.1. 问题的提出[/b][/color] 对于耐火隔热材料的性能测试,国内外都处于非常混乱的局面,有些测试得到的有效导热系数,有些测试得到的则是真导热系数,这些不同导热系数往往会引起隔热材料选择和隔热结构设计的混乱,特别是在耐火隔热材料高温性能测试中,测试方法的混乱使用很容易造成对隔热性能的高估,从而造成隔热效果不佳,甚至出现漏热事故和爆炸。因此,针对耐火隔热材料,如何才能准确测试和描述导热系数才能准确和实用呢,下面将从理论分析方面来对这个问题进行求解。[b][color=#ff0000]4.2. 真导热系数与有效导热系数的关系[/color][/b] 按照上述小温差和大温差形式分别定义真导热系数和有效导热系数,我们选择小温差的保护热板法法和大温差的热流计法来研究真导热系数与有效导热系数的关系。对于大温差的热流计法导热系数测量,有效导热系数的测量公式为: 式中表示流经样品厚度方向上的热流密度,表示样品厚度,表示样品热面温度,表示样品冷面温度。在热流计法大温差测量过程中,样品冷面温度的变化一般较小,基本都控制在50℃以下,而热面温度则较大(1000℃)。大温差下得到的有效导热系数的描述,都需要明确热面温度和冷面温度,并可用平均温度来表达。对于小温差的保护热板法导热系数测量,真导热系数的测量公式为: 式中同样表示流经样品厚度方向上的热流密度,表示样品厚度,表示被测样品冷热面之间的温度差。在保护热板法小温差测量过程中,冷热面温差很小,基本都控制在50℃以下。小温差下得到的真导热系数的描述,由于温差小,则可以直接用平均温度来描述,而无需标明热面温度和冷面温度。 尽管大温差和小温差所对应的两种测试方法不同,但这两种方法都是基于稳态傅立叶传热定律,公式和中各个参量的物理意义是相同的。因此,大温差的热流计法导热系数测量,可以在测试模型和数学上假设是由多个相同厚度的小温差保护热板法多层叠加而成,即和。这个假设的前题是: (1)样品材料在测试温度范围内没有化学反应或相变。 (2)在小的温度和气压区间内,真导热系数或保持不变、或呈线性关系。 (3)耐火隔热材料中的热传递形式一般由固相介质导热、[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]介质导热及辐射传热三部分构成,如果材料内部不存在通孔形式的孔隙,可忽略辐射传热对整体热传递的贡献。 这样,大温差的热流计法导热系数测试模型数学表达式,就可以用小温差的保护热板法导热系数测试模型数学表达式的积分形式来描述,由此得出有效导热系数与真导热系数关系式为: 式中的和代表温度和气压变量。通过公式所定义的真导热系数与有效导热系数的关系,就可以进行这两种导热系数之间的转换,即通过大温差的有效导热系数测量推导出相应的小温差时的真导热系数,或根据小温差真导热系数测量推导出大温差时的有效导热系数。[b][color=#ff0000]4.3. 由真导热系数推导有效导热系数[/color][/b] 由真导热系数测试结果推导出大温差条件下的有效导热系数,即据根真导热系数测试结果推算出在温度~范围内的大温差有效导热系数,具体实施方法就是在温度~范围内选择一系列温度点进行保护热板法或瞬态热线法导热系数测试,得到一系列不同温度下的真导热系数测试结果。这里的在保护热板法测试中代表样品的平均温度,在瞬态热线法和瞬态闪光法中代表样品温度。然后将测试结果(,)进行最小二乘法拟合得到一个多项式表达式: 式中的、、和是与样品材料自身特性有关的多项式常数。大多数耐火隔热材料的真导热系数与温度的非线性关系一般都可以用一元三次多项式描述。 将得到的真导热系数随温度变化多项式代入公式,然后进行积分求解就可以得到相应的有效导热系数。针对气压变量的真导热系数推导有效导热系数也是如此操作。[b][color=#ff0000]4.4. 由有效导热系数推导真导热系数[/color][/b] 同样,在有效导热系数推导真导热系数过程中,假设真导热系数随温度变化关系是一个三元一次多项式,即: 式中的、、和是与材料自身特性有关的待定常数。将式直接代入与式可得: 在式中只有、、和四个未知数,理论上可以通过4个式的联立方程就可求解出这四个未知数。即在理论上通过4次值调整,即进行4个不同热面温度下的稳态热流计法导热系数测试试验,同时保持样品冷面温度基本不变,由此得出4组相应的、值,就可建立这4个联立方程,从而求出4个待定常数、、和的值,最终得到真导热系数与温度的关系表达式。 从式中可以看出,式对温差大小没有任何限制。因此可以在容易实现的大温差测试条件下进行相应测试和测算。为了提高这种方法的推导计算准确性,在选取值时应尽可能接近所需要的温度值。例如需求1000℃的材料真导热系数,选取的4个值中至少应有一个值为1000℃或大于1000℃。如果需要某一特定温度段的真导热系数,比如需要500~1000℃之间的材料真导热系数,那么4个值建议选取为500℃、l 000℃以及介于500℃与1000℃之间的2个温度点数据。同时,需要说明的是本方法不是利用低温段真导热系数进行高温真导热系数简单外推,而是在掌握大温差测试条件下有效导热系数相关数据的基础上,通过确定所假设的函数待定常数来最终获取耐火隔热材料高温真导热系数,并且假设的函数形式是统计分析得出的结论以及ASTM相关标准认可的。[b][color=#ff0000]5. 结论[/color][/b] 通过以上的理论分析和计算,针对耐火隔热材料导热系数测试中常用的小温差和大温差两类测试方法,明确了有效导热系数和真导热系数的定义,首次详细描述了这两个参数之间的关系、区别和详细转换方法,明确了这两类主流测试方法的适应范围,,从而便于在耐火隔热材料性能评价中选择合适的测试方法,有利于对耐火隔热材料的隔热性能做出准确测试评价,从而保证对隔热材料及结构的正确的选择和设计。 下一部工作将针对各种耐火隔热材料的有效导热系数和真导热系数测试数据,对上述的真导热系数和有效导热系数之间的关系和转换方式进行试验验证,由此来对测试方法、测试设备和两种导热系数相互关系及其转换进行评价。[b][color=#ff0000]6. 参考资料[/color][/b] (1) Gembarovic, J., and Taylor, R. E., “A Method for Thermal DiffusivityDetermination of Thermal Insulators,” International Journal of Thermophysics,Vol. 28, No. 6, 2007, pp. 2164-2175.[align=center][img=上海依阳公司热流计法高温导热系数测试系统,690,499]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/02/201802142040536176_2249_3384_3.png!w690x499.jpg[/img][/align][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]
新能源汽车检测综合测试箱在运行的过程中,需要注意运行之前导热油加注的使用,那么,新能源汽车检测综合测试箱导热油怎么加注呢? 为了保证机器的正确运行,必须新能源汽车检测综合测试箱保证没有气泡留在系统里面,确保导热介质出口连接到反应器的下接口,导热介质进口连接到反应器的上接口。加注导热介质时务必注意防止导热介质外溢到上盖板,外溢到上盖板液体,可能导致导热介质渗漏到设备电气器件,可能引起设备短路、电气故障、控制系统故障;如果导热介质是易燃易爆,可能引起燃烧、爆炸。 新能源汽车检测综合测试箱设备电源均采用三相四线制 380V 50HZ 60HZ 3 根火线、一根零线、一根地线,新能源汽车检测综合测试箱务必接地,将新能源汽车检测综合测试箱上电,检查相续是否正确(相续指示灯亮绿色),如果相续不正确,请将任意两根火线调换,直到正确为止。 新能源汽车检测综合测试箱导热加注前,将新能源汽车检测综合测试箱的导热液进口与反应器上端导热液出口采用不锈钢波纹管相连,将新能源汽车检测综合测试箱的导热油出口与反应器下端导热油进口采用不锈钢波纹管相连。接着开启新能源汽车检测综合测试箱设备正上方排气阀,打开加液口。新能源汽车检测综合测试箱导热注入加液口,开启电源,按下加液按钮(这时系统会自动排除空气),间隔 30 秒钟,关断加液按钮(过程中不断的加入导热介质,直到系统排气阀处听到有导热介质回流到加液槽)。将整个循环系统都注满导热介质之后膨胀槽液位指数位置为加液液位处(这时系统已经基本排除完空气),接着关闭排气阀,之后关闭加液按钮,开启运行按钮。将温度设定为 150 度,继续排气,到达 150 度后,运行5分钟左右,重新设定温度到 25 度,降到目标值后基本可认定为排除系统空气。 新能源汽车检测综合测试箱的导热油并不是所有的导热油都适合,建议用户问清楚新能源汽车检测综合测试箱适合的导热油种类有哪些,再进行选择导热油。
导热油加热器是经常使用的加热设备,那么在使用的过程中,我们应该做好维护和保养工作。下面我们介绍导热油加热器的应急处理事项。 现象1:当循环泵的电流比正常值低时,致使循环泵的功率和流量下降。 原因:有可能是导热油加热器供热管线积垢阻塞构成的。 解决办法:清洗消堵。 现象2:循环泵压不改动,电流升高而流量却下降。 原因:有可能是热传导液蜕变,粘度增加构成的。 解决办法:及时更换或再生导热油,一同留意排气。http://www.szaolante.com/uploads/201604/57064051bb716.jpg 现象3:循环泵电流值减小,出口泵压回零,说明泵空转不供油。 原因:可能是导热油汽化所构成的,查明汽化原因采纳相应的办法。 解决办法:如果因过滤器阻塞而使循环泵抽暇,应当即开旁通清洗过滤器;如果因新增加的热传导液含水或水分解的气体在体系内未打扫,则应当即翻开放空阀排气。 现象4:液相热载体炉出口温度低,供热量缺少,而排烟的温度逾越300℃。 原因:引风缺少使焚烧强度不可,构成排烟温度低。 解决办法:及时吹灰。侧重检查炉后部出渣机水封、除尘器出灰口等处是不是关闭好,有无冷风许多漏入。 深圳奥兰特导热油加热器厂家提供。深圳奥兰特导热油加热器厂家 ,16年专注导热油加热器、油加热器生产研发,提供导热油加热器、油加热器、电加热导热油炉定制。导热油加热器价格热线:13603099231。更多详情请咨询:http://www.szaolante.com/
流量仪表的选用流量仪表的选型对仪表能否成功使用往往起着很重要的作用,由于被测对象的复杂状况以及仪表品种繁多、性能指标各使得仪表的选型感到困难。没有一种十全十美的流量计,各类仪表都有各自的特点,选型的目的就是在众多的品种中扬长避短选择自己最合适的仪表。 一般选型可以从五个方面进行考虑,这五个方面为仪表性能方面、流体特性方面、安装条件方面、环境条件方面和经济因素方面。五个方面的详细因素如下: 1仪表性能方面 准确度、重复性、线性度、范围度、流量范围、信号输出特性、响应时间、压力损失等; 2流体特性方面 温度、压力、密度、粘度、化学腐蚀、磨蚀性、结垢、混相、相变、电导率、声速、导热系数、比热容,等熵指数; 3安装条件方面 管道布置方向,流动方向,检测件上下游侧直管段长度、管道口径,维修空间、电源、接地、辅助设备(过滤器、消气器)、安装、等; 4环境条件方面 环境温度、湿度、电磁干扰、安全性、防爆、管道振动等; 5经济因素方面 仪表购置费、安装费、运行费、校验费、维修费、仪表使用寿命、备品备件等。 仪表选型的步骤如下: 1. 依据流体种类及五个方面考虑因素初选可用仪表类型(要有几种类型以便进行选择); 2. 对初选类型进行资料及价格信息的收集,为深入的分析比较准备条件; 3. 采用淘汰法逐步集中到1~2种类型,对五个方面因素要反复比较分析最终确定预选目标。
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下图是ASTM D5470测试方法中的测试模型,采用ASTM D5470热阻测定仪或导热仪使用中测量精度的影响因素主要有以下几个方面:http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2015/03/201503182256_538771_3384_3.png 1. 针对不同的热阻范围需要采用不同热流测量范围的热流计,这就需要采用不同材质来制作热流计,如分别采用不锈钢和铜等材料制成不同测量范围热流计。一般热流计金属棒上插入了多只温度传感器以及外围的隔热材料组件,在不同热流计测试过程中,这就使得操作人员不可能去更换对应的热流计,如此就必须配置和购买至少两套热阻测定仪或导热仪来覆盖尽可能宽泛的热阻和热导率测量范围。很多测试机构为了节省经费一般只购买一套设备来进行全量程的测试,这就使得在某一区间的热阻和导热系数测量存在巨大误差。 2. ASTM D5470方法中,是通过测量热流计金属棒轴向上的温度分布来计算获得流经试样的热流,而温度分布是通过间隔布置在金属棒上的多只温度传感器进行测量来获得。由于金属材料的导热系数很大,这就使得两两温度传感器之间的温度差很小,为了保证准确测量出热流计棒上相应位置处的温度,必须采用更高测量精度的铂电阻温度传感器,采用测量精度不高的热电偶往往会带来较大误差。 3. 上下两个热流计的尺寸完成一致,并要求压紧试样过程中上下两个热流计要完全对准,而且要求两个热流计的端面平行度和端面光洁度非常高,以免造成被测试样的厚度不均匀和热流计端面粗糙所带来的接触热阻,这就对热流计的上下移动机构和对准机构的精度要求非常高,这部分内容占了整个ASTM D5470热阻测定仪或导热仪的大部分费用。考核ASTM D5470热阻测定仪或导热仪测量精度的一种方法是空载测试,即不加载任何被测试样,只使得上下两个热流计金属棒直接对准接触,由此测量出此时的接触热阻,此接触热阻就是仪器的最小热阻分辨率,这个空载热阻测量值越小,说明导热仪的测量分辨率越高,测量试样时越是容易达到更高的测量准确度。 4. 热阻测量准确度除了与温度测量准确度有关外,还与试样上的加载压力测量准确度有关,因此压力传感器要具有一定的准确度才行。同时,金属棒热流计和被测试样在受热时会受热膨胀,在膨胀过程中势必会引起压力的改变,因此热阻或导热系数测量要在温度和压力都稳定的情况下测量,否则也会带来误差。 5. 引起热阻或导热系数测量误差的另外一个重要因素是热流计和试样的散热影响,尽管很多测试设备都在金属热流计和试样外部都采取了一定的隔热措施,如采用隔热材料进行包裹,但还是会有部分热量会从热流计和试样上流失。最有效的办法是采用等温绝热措施,即在热流计棒和试样外部增加绝热屏,绝热屏上的温度分布与热流计金属棒和试样上的温度分布相同,通过等温绝热来消除热损失的影响。但这势必会大幅度的增加测试设备的造价。 6. 由于试样导热系数等于试样厚度除以试样热阻,因此采用ASTM D5470方法测量导热系数时要求精确测量被测试样的厚度,但恰恰这是最困难的事情。对于刚性材料来说,被测试样可以比较厚并且不宜变形,可以在进行实验前进行测量。但对于柔性材料,如导热酯、导热硅胶、硅胶导热片等,试样的厚度在压力加载后会发生改变,这就需要配置在线厚度测量装置。另外,在柔性试样加载后,试样厚度往往会降低到几十至几百微米,这对在线厚度测量来说几乎不可能实现准确测量,因此,厚度测量的准确度是采用ASTM D5470方法时带来误差的最大因素。我们可以经常看到国外厂家导热材料的性能指标中只提供热阻数据而没有提供导热系数数据,就是因为厚度测量几乎无法实现。就算有厂家能提供出导热系数数据,哪这个数据也会存在巨大的误差。
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[b]摘要:针对酚醛树脂这类烧蚀型防热材料导热系数测试中多年来存在的稳态法测试温度不高、闪光法测量误差大和无法测量烧蚀过程中的导热系数,本文提出了一种新型测试方法——恒定加热速率法,以期测试树脂类防热材料的高温导热系数,由此得到整个烧蚀过程中导热系数随表面温度线性变化的测试结果,以对烧蚀型防热材料的隔热性能做出更准确的测试评价。[/b][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align] [b][size=18px]一、问题的提出[/size][/b]酚醛树脂复合材料做为一种轻质强韧化防热材料,由于其具有防隔热一体化、抗剪切能力强、线烧蚀率和导热系数小及成炭率高等优点,被广泛地应用于飞行器的热防护系统(TPS)。而热防护系统占飞行器较大的比重,是飞行器安全性和可靠性的重要保证。因此,对酚醛树脂防热复合材料导热系数的准确测量,是合理设计和优化热防护系统的前提条件,也是解决过度冗余或防热设计可靠性不足等问题的有效途径。酚醛树脂防热材料的防热机理是主动式防热。如图1所示,一方面,树脂基高分子材料在高温下发生吸热的碳化反应,从而吸收外界热量。另一方面,碳化反应分解释放的气体可以被用来实现阻隔散热,同时形成的多孔结构的碳化层也具有较为优良的隔热性能。在三者协同作用下,飞行器在高热流环境下的使用和运行变得安全可靠。[align=center][img=01.酚醛树脂防热材料烧蚀过程中的复杂物理和化学变化,550,330]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210200945412753_9630_3221506_3.png!w690x414.jpg[/img][/align][align=center]图1 酚醛树脂防热材料烧蚀过程中的复杂物理和化学变化[/align]由此可见,如此复杂的防热过程,使得准确测量防热材料的导热系数变得十分困难,用传统方法进行导热系数测试会出现巨大偏差。针对酚醛树脂这类烧蚀型防热材料,传统测试方法存在以下几方面的问题:(1)无法测量烧蚀材料物理和化学变化过程中的导热系数,只能测试烧蚀前(原材料)和烧蚀碳化后(多孔炭层)的取样样品。(2)烧蚀前样品的导热系数测试普遍采用稳态法,此方法目前多用于防热材料质量控制中的导热系数监控,但测试温度不超过300℃。(3)烧蚀后的多孔碳层导热系数,目前国内外普遍还都采用激光闪光法进行测试,主要原因是这种方法可以达到2000℃以上的高温。但由于多孔碳层导热系数较低,取样必须很薄(厚度一般小于1mm),由此容易造成加热激光脉冲透过被测样品带来严重误差。如果对样品前后表面进行遮光处理(如喷涂石墨或镀金),而高温下表面涂层会脱落而无法实现高温测试。另外,闪光法只能测试热扩散系数,还需采用其他高温设备测试相应的比热容和密度随温度变化数据。针对上述树脂基防热材料导热系数测试中多年来存在的问题,本文将提出一种新型测试方法——恒定加热速率法,以期测试树脂类防热材料的高温导热系数,由此得到烧蚀型防热材料在整个烧蚀过程中导热系数随表面温度线性变化的测试结果,以对烧蚀型防热材料的隔热性能做出更准确的测试评价。[size=18px][b]二、恒定加热速率测试方法[/b][/size]测试方法基于热物理性能测试中一般都需要测量热流和温度的基本理念,由此提出了如图2所示的测试模型,即对被测样品表面进行恒定速率加热,样品表面温度呈线性变化,样品背面布置一用来测量流经样品厚度方向上热流的金属板,样品四周和金属板背面为绝热边界条件,使得整个测试过程保持一维热流形态。[align=center][img=02.恒定加热速率法测试模型,300,320]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210200946219228_6669_3221506_3.png!w615x658.jpg[/img][/align][align=center]图2 恒定加热速率测试模型[/align]在图2所示的一维热流测试模型中,根据傅里叶传热定律,样品厚度方向上的传热方程为:[align=center][img=,400,168]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210200947004183_313_3221506_3.png!w503x212.jpg[/img][/align]式中: ρ为样品密度, C为样品比热容, λ为样品热导率,T为温度,t 为时间 ,T0 是 t=0 时的样品初始温度, b是加热速率。当加热速率b为一常数时,通过测试样品前后两个表面温度,并求解上述传热方程,可得到被测样品的等效导热系数随温度的变化曲线。在这种恒定加热速率测试方法中,金属板起到量热计的作用,即在线性升温过程中测量金属板温度(即样品背面温度),并结合金属板的已知热物理性能参数,可计算得到金属板所吸收的热量,由此间接获得流经被测样品的热流密度。通过测量得到的热流密度,结合测量得到的被测样品两个表面温度,求解上述传热方程,可得到被测样品的等效导热系数随温度的实时变化曲线。对于上述恒定加热速率法测试模型,我们采用有限元进行了热仿真模拟和计算,证明了此方法对于低导热材料导热系数测量的有效性。[b][size=18px]三、结论[/size][/b]这种恒定加热速率测试方法,是一种动态测试方法,准确的说是一种准稳态测试方法,即在样品热面温度线性升温过程中,样品中的各个位置处的温度在经历初期的非线性升温后,也会逐渐演变为相同速率的线性变化。恒定加热速率导热系数测试方法的最大特点是可以测量样品相变和热解过程中的导热系数,由此可见,采用此方法,完全可以测量酚醛树脂防热材料在整个烧蚀过程中的导热系数变化。当然,此方法也非常适合单独测量高温下碳化层导热系数随温度的变化。对于烧蚀型低密度的酚醛树脂防热材料,其特征之一是烧蚀后表面层会发生烧蚀退后现象,即样品厚度会发生变小现象。对于这种样品边界发生移动的条件,会对恒定加热速率测试方法的准确性带来影响,在测试方法中还需进一步的深入研究。[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]
[size=14px][color=#ff0000]摘要:针对气凝胶和超级绝热材料(VIP)等超低导热系数材料的测试,常用的稳态法热导仪往往会在测量精度和灵敏度方面表现出不足。为考核稳态法导热仪的超低导热系数测试能力,本文提出了一种简便可行的考核方法,通过对一系列不同厚度的样品进行导热系数测试,最终根据导热系数随厚度的变化来判断和考核稳态法热导仪的导热系数测试下限,以准确掌握稳态法导热仪的测试能力,为正确使用和改进导热仪提供参考和指导。[/color][/size][size=14px][/size][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][size=18px][color=#ff0000]一、问题的提出[/color][/size][size=16px]在隔热材料的研发和生产过程中,隔热材料的导热系数测试结果经常会受到质疑,特别是隔热材料导热系数小于空气(0.026W/mK)的气凝胶和超级绝热材料(VIP),这些超低导热系数的测试结果往往存在较大误差。隔热材料低导热系数的测试普遍采用稳态法(防护热板法和热流计法),对应于低导热系数测试不准确现象,相应的稳态法导热仪往往会存在以下问题:(1)稳态法导热仪的测量精度和灵敏度不够,无法准确测量低导热和超低导热系数,无法准确测量超低导热系数以及导热系数的微小变化,无法满足材料研发和生产中工艺和配方调整和评价需要。(2)由于缺乏导热系数在0.02W/mK左右(或更低)的标准参考材料,对于已有的稳态法导热仪,如何判断仪器的低导热系数测试能力,由此来大致判断测量结果的准确性。为解决上述问题,本文将提出一种简便可行的考核方法,通过对一系列不同厚度的隔热材料样品进行导热系数测试,根据导热系数随厚度的变化情况来判断和考核稳态法热导仪的导热系数测试下限,以准确掌握稳态法导热仪的测试能力,为正确使用和改进导热仪提供参考和指导。[/size][size=18px][color=#ff0000]二、评估方法和考核试验[/color][/size][size=16px]考核试验的依据是稳态法的导热系数测试结果不应随样品的厚度发生而改变,如果发生改变,则说明导热系数测试产生误差。由此可用来判断导热仪的误差范围和测试极限。气凝胶软毡考作为考核试验样品,单层软毡厚度略大于10mm,通过多层叠加来实现不同厚度。测试采用了热流计法导热仪,样品为300mm边长的正方形,样品厚度分别为10、20、30、40和50mm,样品的平均温度为30℃,冷热面温差为20℃,结果如图1所示。[/size][align=center][size=14px][img=气凝胶超低热导率测试,600,380]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/05/202205251654466502_5355_3384_3.png!w690x437.jpg[/img][/size][/align][size=14px][/size][align=center]图1 不同厚度气凝胶软毡导热系数测试结果[/align][size=16px]从图1测试结果可以看出,在厚度20~40mm范围内,测试结果不会随厚度变化而改变,导热系数平均值为0.02045W/mK。随着厚度降低到10mm,导热系数测试结果有变小的趋势,此时说明样品太薄使得厚度测量和厚度均匀性给样品内部热流场均匀性所带来的误差影响变大。从图1测试结果还可以看出,当厚度增大到50mm时,导热系数测试结果有变大的趋势,这种现象说明随着样品厚度的增大,样品热阻也随之增大,稳态时流经样品厚度方向上的热流量变小,热流传感器对小热流的测量出现误差变大的现象。同时样品厚度增大使得样品内部热流场均匀性所带来的误差影响变大。在图1所示的测试结果中,尽管对薄样品和厚样品的测试结果偏离了平均值,但偏差还是没有超出导热仪的±5%的误差范围,这证明了此热流计法导热仪完全具备准确测试0.02W/mK导热系数的能力。[/size][size=18px][color=#ff0000]三、导热系数测试下限分析[/color][/size][size=16px]根据上述考核试验测试得到相同材料不同厚度下的导热系数,可以依据傅里叶稳态传热定律推算出流经样品的热流密度,如表1所示。如果假设热流计法导热仪中热流计的灵敏度为10uV/(W/m2),那么就可以得到相应的热流计电压输出值。这里选择10uV/(W/m2)作为热流计的灵敏度,是因为目前普遍的热流计灵敏度都在这个数值以下。另外,选择此灵敏度主要仅是为了更方便的描述如何进行导热系数测试下限判定,其他灵敏度也能说明问题。[/size][align=center]表1 根据不同厚度样品的热导率测试结果推算出的热流密度和热流计电压输出值[/align][align=center][size=14px][img=气凝胶超低热导率测试,690,202]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/05/202205251655508891_6096_3384_3.png!w690x202.jpg[/img][/size][/align][size=16px]按照傅里叶传热定律,如果假设样品的导热系数保持不变并与样品厚度无关,那么随着样品厚度增加,样品热阻会线性增大,流经样品的热流密度会线性减小,对应的热流计输出信号(电压值)也会线性减小。从表1的推算结果也显示了这种变化过程,但不同的是由于热流计电压输出测试仪表的测量精度有限,在大厚度、高热组和小热流密度时,电压信号测量会带有明显误差。由此可见,在低导热系数测试中,主要测量误差来源是热流计的灵敏度。根据表1,如果假设103uV是电压测量仪表的准确测量下限,对应10uV/(W/m2)灵敏度的热流计,热流计准确测量热流密度的下限为10W/m2,可准确测量的最大热阻为1.95m2K/W。由此,可以根据这个可测热阻值1.95m2K/W,推算出20mm最佳厚度样品的可准确测量的最低导热系数为0.02/1.95=0.0102W/mK。如果设定可接受的误差范围为±5%,那么10uV/(W/m2)灵敏度的热流计法导热仪,其测试下限为0.0102×0.95=0.0097W/mK,约为。由此可见,上述的热流计法导热仪的导热系数测试下限基本为0.01W/mK,且误差在5%的误差范围内。那么对于真空绝热材料(VIP),这类材料的导热系数一般在3~8W/mK之间,那么用此灵敏度的导热仪测试将会带来巨大误差。由此可见,为了保证测量超低导热系数的绝热材料,必须进一步提高热流计的灵敏度。由此也可以得出同样的结论,采用稳态保护热板法导热仪测量超低导热系数,关键之一是必须进一步降低护热板的漏热。[/size][size=18px][color=#ff0000]四、总结[/color][/size][size=16px]对于稳态法热导率测试,通过对一些列不同厚度但材质相同的样品进行测试,可以大致判断出稳态法热导率测试仪器的测试能力,特别是判断导热仪是否具备超低导热系数测试的能力,并用此方法对稳态法导热仪进行考核。[/size][size=14px][/size][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][size=14px][/size][size=14px][/size][size=14px][/size][size=14px][/size][size=14px][/size][size=14px][/size]
[color=#cc0000] 摘要:本文主要针对超低导热系数和大热阻样品材料,如各种真空绝热板、多层防辐射屏隔热材料和大厚度多层复合隔热材料等,同时考虑单样品和双样品两种测量模式,设计计算了防护热板法装置对温度不平衡传感器的灵敏度要求,并最终给出设计指标和相应的技术改进。[/color][color=#cc0000] 关键词:防护热板法,温度不平衡,传感器,灵敏度[/color][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][b][color=#cc0000] 1. 概述[/color][/b] 针对不同被测材料类型,防护热板法导热仪一般分为单样品和双样品两种测量模式,如图1-1所示。[align=center][img=,690,255]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/11/201811232126417209_8902_3384_3.png!w690x255.jpg[/img][/align][color=#cc0000][/color][align=center]图1-1 防护热板法导热仪样品结构形式。(a)双样品模式;(b)单样品模式[/align][align=center][/align] 防护热板法的测量原理就是采用护热手段保证计量板发出的热量全部通过被测样品而达到一维稳定状态,因此护热手段是保证防护热板法导热系数测量准确的核心。防护热板法中的护热基本上采用的都是等温绝热原理,即各种护热板的温度要与计量板温度一致,从而减少计量板上的热量以各种传热方式进行散失。 温度不平衡传感器是检测计量板与各个护热板之间温度差的探测装置,传感器探测到的温差传递给控制器,控制器控制护热板温度变化使得温度不平衡传感器的输出值最小,从而构成闭环控制回路形成有效的护热控制。温度不平衡传感器的输出值越小,说明护热板与计量板之间的温差越小,护热效果就越好。 由此可见,温度不平衡传感器的灵敏度是防护热板法装置护热效果好坏的重要评判依据。由于诸如安装和可靠性等诸多因素的影响,植入在计量板和护热板之间的温度不平衡传感器不可能无限制提升灵敏度,灵敏度需要根据防护热板法导热系数测量范围和测量精度要求、所用控制器和数据采集器的分辨率以及测试温度范围等因素进行优化和设计,以选择合适的温度不平衡传感器灵敏度。 本文主要针对超低导热系数和大热阻样品材料,如各种真空绝热板、多层防辐射屏隔热材料和大厚度多层复合隔热材料等,来设计计算防护热板法测试中温度不平衡传感器的灵敏度要求,并同时考虑单样品和双样品测量模式下防护热板法装置对温度不平衡传感器的要求,最终给出设计指标和相应的技术改进。[b][color=#cc0000]2. 建模[/color][/b] 针对图1-1所示的防护热板法导热系数测试结构,首先进行了建模。无论是单样品还是双样品模式,防护热板法装置都是圆形或正方形的轴对称结构,所以建模只考虑了正方形结构。另外为了便于更直观的进行分析和说明问题,本文只描述了上海依阳实业有限公司的部分建模分析内容,即仅介绍了基于导热传热的建模分析,在实际建模分析中还需要针对对流和辐射传热进行建模,分析模型如图2-1所示。 在图2-1所示的护热分析模型中,同时兼顾了单样品和双样品测量模式。当隔热材料更换成样品,底部护热板温度控制在冷板温度时,则是双样品测量模式。 在图2-1所示的护热分析模型中,只考虑了侧向护热和底部护热所引起的漏热问题,而温差探测器的指标设计也只要依据这两方面的考虑,并未考虑狭缝处样品内的传热漏热影响。在双样品测量模式中,只考虑侧向护热时狭缝中温度不平衡传感器技术指标。而在单样品测量模式中,还需另外考虑底部护热板与计量板之间的温度不平衡传感器技术指标。[align=center][img=,690,975]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/11/201811232132159957_5150_3384_3.png!w690x975.jpg[/img][/align][align=center][img=,690,975]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/11/201811232132165728_1784_3384_3.png!w690x975.jpg[/img][/align][align=center][img=,690,975]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/11/201811232132168894_1769_3384_3.png!w690x975.jpg[/img][/align][align=center][img=,690,975]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/11/201811232132173004_918_3384_3.png!w690x975.jpg[/img][/align][align=center][img=,690,975]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/11/201811232132177185_3520_3384_3.png!w690x975.jpg[/img][/align][align=center][img=,690,975]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/11/201811232132182949_3584_3384_3.png!w690x975.jpg[/img][/align][align=center][img=,690,975]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/11/201811232132187076_4077_3384_3.png!w690x975.jpg[/img][/align][align=center][img=,690,975]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/11/201811232132191686_5352_3384_3.png!w690x975.jpg[/img][/align][align=center][img=,690,975]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/11/201811232132196851_8619_3384_3.png!w690x975.jpg[/img][/align] (5)在无法提高仪表测量和控制分辨率时,可以设法增大热电堆中的热电偶数量,如将8对热电偶增多到16对热电偶构成8对的温差热电堆,温度不平衡精度可以提高到0.5℃,但这种改进效果十分有限,同时也带来其他严重问题。目前上海依阳实业有限公司已经开发出新型的温度不平衡传感器,可以将现有传感器的灵敏度提升到40~50的水平,比现有热电偶式热电堆的灵敏度搞出2个量级,由此可以用五位半控制器很轻易的实现0.01℃和更高水平的温度不平衡精确控制。 (6)另外一个提高和保证测量精度的途径,就是降低侧向护热的热交换面积,采用薄加热器形式。这种思路经美国橡树岭国家实验室针对多层辐射隔热材料和真空绝热板进行的测试验证了可行性,由此相继建立了A-S-T-M C1044和A-S-T-M C1114标准等。但由于薄加热器很难制作应用到高温,薄加热器形式的防护热板法设备主要应用于温度不高的导热系数测试。 (7)需要特别指出的是,目前国内绝大多数大热阻和超低导热系数的测试,很多都是采用稳态热流计法这种相对法,而热流计法导热仪中的热流计在超低导热系数测试中的低热流测量时误差巨大,而且还无法对热流计进行校准以及采用超低导热系数的标准材料进行校准,而真正的热流计校准则是采用防护热板法设备,由防护热板法提供精确的可控热量。[b][color=#cc0000]5. 参考文献[/color][/b] (1) Zarr R R, Flynn D R, Hettenhouser J W, et al. Fabrication of a guarded-hot-plate apparatus for use over an extended temperature range and in a controlled gas atmosphere. Thermal Conductivity, 2006, 28: 235. (2) Zarr R R. Assessment of uncertainties for the NIST 1016 mm guarded-hot-plate apparatus: extended analysis for low-density fibrous-glass thermal insulation. Journal of research of the national institute of standards and technology, 2010, 115(1): 23.[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]
实验室准备购买一台导热系数仪,主要测陶瓷纤维,能测高温600℃以上,导热系数精度在0.001W/K.M的,哪位大神有用过的,求指教,谢谢。
电加热导热油炉点炉前的准备工作:首先启动电加热导热油炉中的导热油泵,确认被加热介质可正常循环(流程正确,进出炉介质压差正常,流量正常),介质未正常循环,则严禁点火;其次,接通燃料(气)。导热油炉提示您先确认燃料气减压阀后压力在20-30kPa之间,否则模温机就顺时针方向(调大压力)或逆时针方向(调小压力)迟缓旋转二级减压阀弹簧压帽,直到压力控制在20-30kPa之间为止;接着要检查通风机、空气预热器及烟风、冷风管道的衔接密封性,确保不漏风;最后检查风机进口有无梗塞现象,如有应及时肃清;系统满足各项联锁条件后,则可正常点炉。http://img.mp.itc.cn/upload/20170223/a120fc6ee59d434482464cd93863586c_th.jpg 油温机正常点炉前请再次确认管道系统和燃料供给系统能否正常,然后再中止以下操作: 1,翻开控制钮,确认开关均已合上; 2,开启电源按钮,控制柜通电,温度控制器显现正常; 3,选择好要开启的循环泵,确认循环泵前后的开关状态能否正确; 4,启动循环泵; 5,中止温度控制器温度的设定;开启熄灭器,将锅炉运转置于自动运转档,导热油加热器投入到全自动运转状态。 在导热油加热炉高温运转时,假定遇到忽然停电或其它缺陷需求紧急停炉时,应疾速关闭燃料供应,同时沿熄灭器铰轴将熄灭器移开,让炉膛与烟囱之间构成自然通风状态,将炉膛内的蓄热分发,以防止炉管内静止的导热油吸收炉膛内的蓄热而使温度升高,超越了导热油允许温度值。 深圳奥兰特导热油加热器厂家提供。深圳奥兰特导热油加热器厂家 ,16年专注导热油加热器、油加热器生产研发,提供导热油加热器、油加热器、电加热导热油炉定制。导热油加热器价格热线:13603099231。更多详情请咨询:http://www.szaolante.com/
(1)试验准备工作 ①用标准容量瓶校正湿式气体流量计,得出校正系数f1流。量计中的水温与室温相差应不大于0.5℃。 ②将热量计(量热仪)垂直放好,并装上空气湿润器。 ③将温度计插入热量计中水流转弯中心处,水银球不应与内壁接触,烟气温度计插人深度应使水银球在排烟管的中心线上。 ④装好整个系统,按规定在燃气稳压器、燃气及空气湿润器中加水。 ⑤燃气系统气密性检验。在工作压力下,持续5min压力应不下降。 ⑥排放燃气系统中的空气。打开阔门,从燃烧器向外放气,使气体流量计转一圈并确认流量计中只有燃气后,点燃燃烧器。 ⑦调节燃烧器的一次空气调节板,使火焰具有清晰的内焰锥且稳定燃烧。 ⑧调节燃气稳压器上的重块或燃气阀门,使热量计的热负荷应保持标定时的热负荷。 ⑨调节空气湿润器的空气调节门,使热量计入口空气湿度应为80%大于或小于5%的要求。 ⑩打开进水阀并将热量计的进水调节阀放在中间位置,装入已点燃的燃烧器,当出口水温上升后,拨动调节阀,使热量计的进、出口水的温度差达到8~12℃的要求。 ⑩调节热量计的排烟阀,使热量计的排烟温度与进口水的温度差0~2℃。 (2)操作步骤 ①将热量计出水口切换阀指向排水口。 ②热量计运行30min后,当进、出口水温达到稳定,冷凝水出口处凝结水均匀下落时,方可进行测定。 ③用放大镜试读进、出口水温度,读数应精确到小数点后二位。 ④测出盛水器净重,读数应精确到克。 ⑤当气体流量计指针指零时,记下流量计初读数并把冷凝水量筒放在热量计的冷凝水出口下方,开始测定。 ⑥当流量计指针指向某预定读数时,转动出水口切换阀,使水流至盛水器中。当燃气流过预定体积v后,再将切换阀转回原位。在此期间读出并记录l0次以上进、出口水温(t1与t2),并记下流过的燃气量V与相应的水量w,读数应精确到5g。 ⑦重复⑥操作步骤,记下第二次的w、V及tl、t2。 ⑧当流量计指针指到某预定终读数时,将冷凝水量筒取出称重,并记录冷凝水量W,读数应精确到0.5ml,同时记下流量计的终读数,计算出与w相对应的燃气消耗量V’。 ⑨根据以上两次测得的w、v及tl、t2值,求得两个高位热值GwQ1与GwQ2,当其差值大于1%时,结果无效应重测。 ⑩重复⑤~⑪条规定的操作步骤,取第二组测试结果。 ⑪根据第一组与第二组测试结果,求得两个低位热值QDwl与QDw2,当其差值大于1%时,结果无效,应重测。
流量仪表的选型对仪表能否成功使用往往起着很重要的作用,由于被测对象的复杂状况以及仪表品种繁多、性能指标各使得仪表的选型感到困难。没有一种十全十美的流量计,各类仪表都有各自的特点,选型的目的就是在众多的品种中扬长避短选择自己最合适的仪表。 一般选型可以从五个方面进行考虑,这五个方面为仪表性能方面、流体特性方面、安装条件方面、环境条件方面和经济因素方面。五个方面的详细因素如下: 1仪表性能方面 准确度、重复性、线性度、范围度、流量范围、信号输出特性、响应时间、压力损失等;2流体特性方面 温度、压力、密度、粘度、化学腐蚀、磨蚀性、结垢、混相、相变、电导率、声速、导热系数、比热容,等熵指数;3安装条件方面 管道布置方向,流动方向,检测件上下游侧直管段长度、管道口径,维修空间、电源、接地、辅助设备(过滤器、消气器)、安装、等;4环境条件方面 环境温度、湿度、电磁干扰、安全性、防爆、管道振动等;5经济因素方面 仪表购置费、安装费、运行费、校验费、维修费、仪表使用寿命、备品备件等。[em09502][em09503][em09502]
请教水中低本底αβ测量仪哪个厂家的好?进口的有些什么厂家?求助!