[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]
公司要测试玻璃导热系数,哪里有卖这种仪器的啊?温度要到1400度吧.
《导热系数测试原理及方法》的微课从课程内容设计上:一方面从浅入深,层层揭开传热现象背后的原理,傅立叶导热方程的由来和导热系数的定义;另一方面知识面宽,从各个角度来介绍导热系数的测试的核心价值,涉及到导
最近在德国耐驰公司的护热板法高温导热系数测定仪上进行隔热材料测试,在测试过程中发现耐驰公司的这个测试设备与ISO、ASTM和国标规定的护热板法标准有两处明显不同的地方,跟厂家联系也未获得满意答复,特此请教大伙帮忙参谋参谋。(1)在护热板法标准中规定护热板和量热板的表面要平整,在标准方法中对平整度给出过明确的要求。但在耐驰公司高温护热板法热导率测定仪中的护热板和量热板上面,均匀分布着很多螺纹孔。螺纹孔内已经安装了螺丝,但螺丝顶部与量热板表面至少还有1mm左右的空隙。在安装试样后,试样表面就会与量热板和护热板之间留有众多的空隙,这些空隙会不会给测试带来严重的接触热阻、同时还会影响试样表面的温度均匀分布和试样内部热流场的均匀分布呢?而且随着温度特别是随着策划四气压的不同,这些接触热阻会明显的发生变化,这是不是会对热导率测量带来影响呢?http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/09/201409171610_514239_2937345_3.png(2)在各种标准测试方法中规定护热板和量热板之间的温度差应采用多只热电偶构成的热电堆来进行高分辨率的检测和温度控制,使得护热板温度和量热板之间的温度差尽可能的小以达到量热板的护热作用。但在耐驰的高温热导率测试设备中,并未采用这项技术,而是采用了热电阻测温,这就相当于护热板和量热板之间的温度差就是两只热电阻之间的温差。这是第一次遇到在护热板法导热系数测量中采用热电阻来代替热电堆进行护热保护的情形,这是不是会带来严重的侧向热损而使得测量误差较大呢?
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。
[em09509]哪位大侠有导热系数的期间核查方法,小弟先谢谢了。急需用,是监督评审的一个不合格项
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
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。
[em27] 导热系数测试仪的工作原理是什么?有人可以告诉我吗?
炭素材料导热系数测定
要测定蛋清、蛋壳的导热系数,有以下问题:1、蛋清、蛋黄在被加热到一定温度时会产生变性,形成凝胶体,如温度继续升高,凝胶体变硬。在其未凝胶前、凝胶过程中,固体凝胶形成后三个阶段的导热系数应该是不同的,都应该是与温度、时间相关的函数关系,其导热系数如何测定,目前是否有较完善的方法或仪器能够准确测定。2、蛋壳结构特殊,一是较薄,二是表面是曲面结构,它的导热系数如何测定。哪位专家能帮助解答一下,十分感谢。邮箱:5928853@qq.com
[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]
有没有参加CTC PT-2014-06保温材料导热系数测定?PM
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。
公司实验室想买一台导热系数仪,主要用来测陶瓷纤维,要求精度最好是0.001W/K.m,高温能到600℃。请问各位大哥大姐谁有用过类似的导热系数仪啊,帮忙介绍下。感激不尽。
我想咨询下各位同仁,摆式摩擦系数测定仪示值误差怎么校准?按规程JJG(交通)053-2017,要配置高精度摆式摩擦系数测定装置,还有试块组。有知道怎么配置的吗?
想问一下各位高人,用于测定纤维增强复合材料的导热系数的导热仪必须是护板法吗?热膨胀一定为线膨胀吗?推荐一下技术参数和厂家吧!本人刚接触,谢谢了
国内的导热系数测试仪器哪家强?
[quote][color=#ff0000]摘要:本文针对二氧化硅Q纤维、氧化铝Saffil纤维、APA纤维、氧化锆ZYF纤维和OFI纤维五种纤维类隔热材料,分别采用大温差的高温热流计法和小温差的瞬态步进加热法进行高温和不同气压条件下测试,通过试验得到的真导热系数和有效导热系数测试结果数据,验证真导热系数与有效导热系数之间的关系以及相互转换方法,证明了这种相互关系和转换方法的有效性。[/color][/quote]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] 对于各种耐火隔热材料的高温导热系数测量,目前常用的测试方法如图 1‑ 1所示。这些测试方法一般分为稳态法和瞬态法,但这种分类方法在实际应用中并没有多少实际意义。[align=center][img=,500,156]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/02/201802181530195080_6467_3384_3.png!w690x216.jpg[/img][/align][align=center][color=#FF0000]图 1‑ 1 耐火隔热材料高温导热系数测试方法分类[/color][/align] 为了便于对耐火隔热材料的导热系数进行正确的描述和理解,便于对上述各种测试方法进行比较,我们对测试方法按照测试过程中样品材料上的温度梯度大小进行分类,大温度梯度归类为大温差测试方法,如热流计法和准稳态法;小温度梯度或无温度梯度归类为小温差测试方法,如保护热板法、热线法和闪光法。由此可以很容易确定出以下导热系数实际物理意义及其定义: (1)小温差或无温差(50℃)测试方法测量得到的是“真导热系数”。 (2)大温差测试方法测量得到是“有效导热系数”。 由于测试中所形成的温差不同,使得热量在样品中的热传递形式也不同,因此在不同温差下进行测量所得到的“真导热系数”与“有效导热系数”并不相同,这在对耐火隔热材料测试方法选择和测量结果数据的应用中要特别注意,否则会出现严重问题。 关于不同温差下测量得到的真导热系数和有效导热系数两者之间的转换关系,本司已发布研究报告进行过专门的理论分析论述。本文将特别针对五种不同的纤维类隔热材料,分别采用大温差的高温热流计法和小温差的瞬态步进加热法进行了高温和不同气压条件下的测试,用试验数据来验证真导热系数与有效导热系数之间的关系以及相互转换方法。[b][color=#FF0000]2. 纤维类隔热材料样品[/color][/b] 针对以下五种纤维隔热材料分别测量了真导热系数和有效导热系数,这五种纤维隔热材料参数和相应的测试结果数据来自文献。 Q纤维:Q纤维是硅基隔热材料,具有很好的隔热性能。纤维平均直径为1.3 um,Q纤维隔热材料一般密度为48.6、68.8和95.6 kg/m3,与之对应材料厚度分别为13.3、19.1和13.3 mm。 Saffil纤维:Saffil纤维是氧化铝基隔热材料,平均纤维直径为4.5 um,一般密度在24.2~96.1 kg/m3范围内,所对应的样品厚度在13.3~39.3 mm之间。 APA纤维:APA纤维也是一种氧化铝基纤维隔热材料,平均纤维直径为4.5 um、密度为107 kg/m3,APA隔热材料为大约1 mm厚的板材,而25.4 mm厚的样品被用于有效导热系数测量。 ZYF氧化锆纤维:还采用了氧化钇稳定氧化锆(ZYF)纤维隔热材料,其纤维平均直径为6 um、密度为 267 kg/m3。ZYF隔热材料为厚度大约为2.5 mm厚的薄板,在工程应用中可多层叠加使用。 OFI纤维:OFI是一类高效乳白色纤维隔热材料,是在各种纤维毡中嵌入陶瓷遮光颗粒而得到,纤维基体和陶瓷遮光剂的比例可以量身定做为特定飞行轨道/空间气动加热载荷提供一个优化的隔热效果。在纤维隔热垫中嵌入高效陶瓷遮光剂颗粒可以显著降低纤维隔热材料热传递中的辐射分量,从而使OFI成为低气压应用中非常好的隔热性能。本研究中所采用的OFI纤维隔热材料是通过在Saffil纤维隔热材料中嵌入遮光剂,总密度为202.4 kg/m3。[b][color=#FF0000]3. 测试方法及其相互关系[/color][color=#FF0000]3.1. 测试方法[/color][/b] 针对上述五种纤维隔热材料,测试方法分别选用了瞬态步进加热法和高温热流计法,这两种方法都是测量片状或板状样品厚度方向上的导热系数。 高温热流计法测试中样品的冷面温度基本保持在50℃以下,而样品热面温度则根据设定不断变化,样品热面与冷面之间的温差可以达到100~1400℃,样品尺寸为300×300×(10~70 mm)左右,测量原理如图 3‑ 1所示,其它详细内容可参考上海依阳实业有限公司官网TC-HFM-1000 型高温热流计法导热仪介绍以及美国NASA Langley研究中心热真空试验装置的相关报道。[align=center][img=,690,195]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/02/201802181537268969_3588_3384_3.png!w690x195.jpg[/img][/align][align=center][color=#FF0000]图 3‑ 1 稳态热流计法高温导热系数测量原理图[/color][/align] 瞬态步进加热法测试中样品上的温差小于10℃,采用相对较小的样品(φ50mm×3~5mm)进行温度高达1500℃下的高温热扩散系数测量,其基本原理如图 3‑ 2所示,其它详细内容可参考相关文献报道。[align=center][img=,690,418]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/02/201802181537448898_2666_3384_3.png!w690x418.jpg[/img][/align][align=center][color=#FF0000]图 3‑ 2 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][b][color=#FF0000]3.2. 真导热系数和有效导热系数相互关系[/color][/b] 根据瞬态步进加热法和稳态热流计法法分别得到的真导热系数和有效导热系数及其相互关系,在上海依阳的研究报告“耐火隔热材料测试中有效导热系数与真导热系数的相互关系研究”中进行了详细论述。这里仅给出相对于温度变量的最终关系式,即有效导热系数λeff与真导热系数λtrue关系式为:[align=center][img=,500,65]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/02/201802181538415798_7481_3384_3.png!w690x90.jpg[/img][/align] 式中的TH和TC分别代表大温差有效导热系数测量中样品的热面温度和冷面温度,T代表小温差真导热系数测量中的样品平均温度。通过公式(3.2.1)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. 真导热系数与有效导热系数关系的试验验证[/color][/b] 以上介绍了真导热系数与有效导热系数的关系以及相互推导的具体方法,但这些只是根据一些假设进行的理论计算,关系和推导方法的正确性和准确性还需通过试验进行验证。 为了进行试验验证,选择了相同的耐火隔热材料进行取样。对于大温差的有效导热系数测量选择了高温热流计法导热系数测试方法和测量装置,对于小温差的真导热系数测量选择了步进加热三点测温测试方法和高温热扩散系数测量装置,对于无温差的真导热系数测量选择了热线法和高温导热系数测量装置。由于没有实际进行过对相同耐火隔热材料导热系数大温差和小温差的对比测试,因此选择了目前仅有的公开报道的国外文献报道数据进行计算对比。[b][color=#FF0000]4.1. 二氧化硅(Silica)Q纤维隔热材料[/color][/b] 密度为48.6kg/m^3的Q纤维在0.001 Torr氮气气压环境下进行测试,稳态热流计法有效导热系数测量结果如图 4‑ 1中的红线所示,瞬态步进加热法真导热系数测试结果如图 4‑ 2中的红线所示。[align=center][img=,690,404]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/02/201802181539095327_6858_3384_3.png!w690x404.jpg[/img][/align][align=center][color=#FF0000]图 4-1 在0.001 Torr氮气气压下48 kg/m3密度Q纤维样品有效导热系数测量结果与真导[/color][/align][align=center][img=,690,415]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/02/201802181539230128_5966_3384_3.png!w690x415.jpg[/img][/align][align=center][color=#FF0000]图 4-2 在0.001 Torr氮气气压下48 kg/m3密度Q纤维样品真导热系数测量结果与有效导[/color][/align] 有效导热系数λeff随样品热面温度TH变化的拟合公式为:[align=center][img=,600,41]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/02/201802181539395786_4790_3384_3.png!w690x48.jpg[/img][/align] 真导热系数λtrue随样品平均温度T变化的拟合公式为:[align=center][img=,600,40]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/02/201802181540044886_2962_3384_3.png!w690x46.jpg[/img][/align][color=#FF0000](1)真导热系数转换为有效导热系数[/color] 将公式(4.1.2)代入公式(3.2.1),然后进行积分求解就可以得到相应的有效导热系数,其中设置样品冷面温度为TC= 20.5℃。得到由有效导热系数拟合公式:[align=center][img=,600,39]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/02/201802181540571338_7312_3384_3.png!w690x45.jpg[/img][/align] 将真导热系数测量结果转换成有效导热系数的公式以样品热面温度为横坐标绘制有效导热系数曲线,并与有效导热系数大温差测量结果进行比较,如图 4‑ 1所示中的蓝线所示。由图 4‑ 1所示的对比结果可以看出,小温差法测试结果转换为大温差有效导热系数后,与大温差测试结果吻合的很好,只是在热面温度为26℃时两者相差较大为18.6%,这主要是因为在大温差热流计法测量过程中的冷面温度为20.5℃,温差较小使得热流密度较小所带来的误差。而在其它所有热面温度下(100℃以上)有效导热系数相比,偏差百分比都小于2%。由此可见,对于Q纤维这种材料,在高真空条件下,小温差真导热系数测试结果转换为大温差有效导热系数测试结果后,与大温差有效导热系数实际测试结果吻合的很好。[color=#FF0000](2)有效导热系数转换为真导热系数[/color] 假设真导热系数随温度变化关系是一个一元三次多项式,即:[align=center][img=,500,44]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/02/201802181541199078_3032_3384_3.png!w669x60.jpg[/img][/align] 式中的B0、B1、B2和B3是与材料自身特性有关的待定常数。 将式(4.1.4)直接代入与式(3.2.1)可得:[align=center][img=,600,64]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/02/201802181541368044_1154_3384_3.png!w690x74.jpg[/img][/align] 将图 4‑ 1中红线所示的一系列热面温度TH和冷面温度TC下测量得到的对应有效导热系数测试数据代入公式(4.1.5)中,得到一系列有关四个未知数B0、B1、B2和B3的关系式。通过多元回归分析,就可以得到这四个未知数,由此得到转换后的真导热系数表达式:[align=center][img=,600,33]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/02/201802181541566218_1668_3384_3.png!w690x38.jpg[/img][/align] 将有效导热系数测量结果转换成真导热系数的计算公式(4.1.6)以样品平均温度为横坐标绘制真导热系数曲线,并与真导热系数小温差测量结果进行比较,如图4-2中的蓝线所示。由图4-2所示的对比结果可以看出,大温差法测试结果转换为小温差的真效导热系数后,与小温差测试结果吻合的很好,全温度范围内偏差百分比都小于2.6%。由此可见,对于Q纤维这种材料,在高真空条件下,大温差有效导热系数测试结果转换为小温差真导热系数测试结果后,与小温差真导热系数实际测试结果吻合的很好。[b][color=#FF0000]4.2. 氧化铝(Alumina)Saffil纤维隔热材料(高真空下测试)[/color][/b] 密度为48kg/m^3的Saffil纤维在0.001 Torr氮气气压环境下进行测试,稳态热流计法有效导热系数测量结果如图 4‑ 3中的红线所示,瞬态步进加热法真导热系数测试结果如图 4‑ 4中的红线所示。[align=center][img=,690,427]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/02/201802181542233158_5453_3384_3.png!w690x427.jpg[/img][/align][align=center][color=#FF0000]图 4-3 在0.001 Torr氮气气压下48 kg/m3密度Saffil纤维样品有效导热系数测量[/color][/align][align=center][img=,690,423]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/02/201802181542412398_5020_3384_3.png!w690x423.jpg[/img][/align][align=center][color=#FF0000]图 4-4 在0.001 Torr氮气气压下48 kg/m3密度Saffil纤维样品真导热系数测量[/color][/align] 在0.001 Torr氮气气压下48 kg/m3密度Saffil纤维在有效导热系数λeff随样品热面温度TH变化测量值的拟合公式为: 在0.001 Torr氮气气压下48 kg/m3密度Saffil纤维真导热系数λtrue随样品平均温度T变化测量值的拟合公式为:[color=#FF0000](1)真导热系数转换为有效导热系数[/color] 将Saffil纤维真导热系数拟合公式代入公式,然后进行积分求解就可以得到相应的有效导热系数,其中设置样品冷面温度为TC=20.8℃。得到由有效导热系数拟合公式: 将真导热系数测量结果转换成有效导热系数的公式以样品热面温度为横坐标绘制有效导热系数曲线,并与有效导热系数大温差测量结果进行比较,如图 4‑ 3中的红线所示。由图 4‑ 3所示的对比结果可以看出,小温差法测试结果转换为大温差有效导热系数后,比大温差测试结果大出很多,最大偏差百分比为74%,并随着热面温度升高,偏差百分比逐渐减小至9%左右。具体原因不详,有可能是两种方法测试结果有问题。[color=#FF0000](2)有效导热系数转换为真导热系数[/color] 假设真导热系数随温度变化关系是一个一元三次多项式,即: 式中的B0、B1、B2和B3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: 将图 4‑ 3中红线所示的一系列热面温度TH和冷面温度TC下测量得到的对应有效导热系数测试数据代入公式中,得到一系列有关四个未知数B0、B1、B2和B3的关系式。通过多元回归分析,就可以得到这四个未知数,由此得到转换后的真导热系数表达式: 将有效导热系数测量结果转换成真导热系数的计算公式以样品平均温度为横坐标绘制真导热系数曲线,并与真导热系数小温差测量结果进行比较,如图 4‑ 4中的蓝线所示。由图 4‑ 4所示的对比结果可以看出,大温差法有效导热系数测试结果转换为小温差的真效导热系数后,要比小温差测试结果小很多,最大偏差百分比为311%,并随着热面温度升高,偏差百分比逐渐减小至3%左右。这个规律与上述真导热系数转换为有效导热系数的规律基本一致,就是与有效导热系数相关的数据总是比真导热系数相关数据低很多。具体原因不详,有可能是某种方法测试结果有问题。[b][color=#FF0000]4.3. 氧化铝(Alumina)Saffil纤维隔热材料(大气压下测试)[/color][/b] 密度为48kg/m^3的Saffil纤维在760 Torr和100 Torr氮气气压环境下进行测试,稳态热流计法有效导热系数测量结果如图 4‑ 5中的红线所示,瞬态步进加热法真导热系数测试结果如图 4‑ 6中的红线所示。[align=center][img=,690,388]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/02/201802181542549828_1222_3384_3.png!w690x388.jpg[/img][/align][align=center][color=#FF0000]图 4-5 48 kg/m3密度Saffil纤维样品在100 Torr氮气气压下有效导热系数测量结果[/color][/align][align=center][img=,690,426]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/02/201802181543092530_4622_3384_3.png!w690x426.jpg[/img][/align][align=center][color=#FF0000]图 4-6 48 kg/m3密度Saffil纤维样品在760 Torr氮气气压下真导热系数测量结果[/color][/align] 在100 Torr氮气气压下48 kg/m3密度Saffil纤维在有效导热系数λeff随样品热面温度TH变化测量值的拟合公式为: 在700 Torr氮气气压下48 kg/m3密度Saffil纤维真导热系数λtrue随样品平均温度T变化测量值的拟合公式为:[color=#FF0000](1)真导热系数转换为有效导热系数[/color] 将Saffil纤维真导热系数拟合公式代入公式,然后进行积分求解就可以得到相应的有效导热系数,其中设置样品冷面温度为TC=20.8℃。得到由有效导热系数拟合公式: 将真导热系数测量结果转换成有效导热系数的公式以样品热面温度为横坐标绘制有效导热系数曲线,并与有效导热系数大温差测量结果进行比较,如图 4‑ 5中的蓝线所示。由图 4‑ 5所示的对比结果可以看出,小温差真导热系数测试结果转换为大温差有效导热系数后,与大温差测试结果吻合的很好,只是在热面温度为23.6℃时两者相差略微偏大为5.2%,这主要是因为在大温差热流计法测量过程中的冷面温度为24.35±10.4℃,温差较小使得热流密度较小所带来的误差。而在其它所有热面温度下(100℃以上)有效导热系数相比,偏差百分比都小于5%。由此可见,对于Saffil纤维这种材料,在低真空条件接近一个大气压环境下,小温差真导热系数测试结果转换为大温差有效导热系数测试结果后,与大温差有效导热系数实际测试结果吻合的很好。[color=#FF0000](2)有效导热系数转换为真导热系数[/color] 假设真导热系数随温度变化关系是一个一元三次多项式,即: 式中的B0、B1、B2和B3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: 将图 4‑ 5中红线所示的一系列热面温度TH和冷面温度TC下测量得到的对应有效导热系数测试数据代入公式中,得到一系列有关四个未知数B0、B1、B2和B3的关系式。通过多元回归分析,就可以得到这四个未知数,由此得到转换后的真导热系数表达式: 将有效导热系数测量结果转换成真导热系数的计算公式以样品平均温度为横坐标绘制真导热系数曲线,并与真导热系数小温差测量结果进行比较,如图 4‑ 6中的蓝线所示。由图 4‑ 6所示的对比结果可以看出,大温差法测试结果转换为小温差的真效导热系数后,与小温差测试结果吻合的较好,全温度范围内偏差百分比都小于5%,只是在最低温度和最高温度处偏差分别为9%和6.4%。由此可见,对于Saffil纤维这种材料,在低真空条件接近一个大气压环境下,大温差有效导热系数测试结果转换为小温差真导热系数测试结果后,与小温差真导热系数实际测试结果吻合的很好。[color=#FF0000][b]4.4. APA纤维隔热材料[/b][/color] 密度为107kg/m^3的APA纤维隔热材料在0.001 Torr氮气气压环境下进行测试,稳态热流计法有效导热系数测量结果如图 4‑ 7中的红线所示,瞬态步进加热法真导热系数测试结果如图 4‑ 8中的红线所示。[align=center][img=,690,388]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/02/201802181543266391_5463_3384_3.png!w690x388.jpg[/img][/align][align=center][color=#FF0000]图 4-7 氮气气压0.001 Torr下107 kg/m3密度APA纤维样品在有效导热系数测量结果[/color][/align][align=center][img=,690,425]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/02/201802181543387494_7814_3384_3.png!w690x425.jpg[/img][/align][align=center][color=#FF0000]图 4-8 氮气气压0.001 Torr下107 kg/m3密度APA纤维样品在真导热系数测量结果[/color][/align] 在0.001 Torr氮气气压下107kg/m^3的APA纤维隔热材料有效导热系数λeff随样品热面温度TH变化测量值的拟合公式为: 在0.001 Torr氮气气压下107kg/m^3的APA纤维隔热材料真导热系数λtrue随样品平均温度T变化测量值的拟合公式为:[color=#FF0000](1)真导热系数转换为有效导热系数[/color] 将APA纤维真导热系数拟合公式代入公式,然后进行积分求解就可以得到相应的有效导热系数,其中设置样品冷面温度为TC=19.05℃。得到由有效导热系数拟合公式: 将真导热系数测量结果转换成有效导热系数的公式以样品热面温度为横坐标绘制有效导热系数曲线,并与有效导热系数大温差测量结果进行比较,如图 4‑ 7中的蓝线所示。由图 4‑ 7所示的对比结果可以看出,小温差真导热系数测试结果转换为大温差有效导热系数后,与大温差测试结果吻合的较好,只是在热面温度为26.8℃时两者相差略微偏大为22.1%,这主要是因为在大温差热流计法测量过程中的冷面温度为19.05±13.6℃,温差较小使得热流密度较小所带来的误差。而在其它所有热面温度下(100℃以上)有效导热系数相比,偏差百分比随着热面温度升高而变大,在最高热面温度1128℃是偏差为14.6%。由此可见,对于APA纤维这种材料,在高真空条件0.001 Torr氮气气氛下,小温差真导热系数测试结果转换为大温差有效导热系数测试结果后,与大温差有效导热系数实际测试结果吻合的较好。[color=#FF0000](2)有效导热系数转换为真导热系数[/color] 假设真导热系数随温度变化关系是一个一元三次多项式,即: 式中的B0、B1、B2和B3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: 将图 4‑ 7中红线所示的一系列热面温度TH和冷面温度TC下测量得到的对应有效导热系数测试数据代入公式中,得到一系列有关四个未知数B0、B1、B2和B3的关系式。通过多元回归分析,就可以得到这四个未知数,由此得到转换后的真导热系数表达式: 将有效导热系数测量结果转换成真导热系数的计算公式以样品平均温度为横坐标绘制真导热系数曲线,并与真导热系数小温差测量结果进行比较,如图 4‑ 8中的蓝线所示。由图 4‑ 8所示的对比结果可以看出,大温差法测试结果转换为小温差的真效导热系数后,与小温差测试结果吻合的很好,全温度范围内偏差百分比都小于6%,只是在常温23.6℃处偏差最大为8%。由此可见,对于APA纤维这种材料,在高真空条件0.001 Torr氮气环境下,大温差有效导热系数测试结果转换为小温差真导热系数测试结果后,与小温差真导热系数实际测试结果吻合的很好。[b][color=#FF0000]4.5. 氧化锆ZYF纤维隔热材料[/color][/b] 氧化锆ZYF纤维隔热材料在0.001 Torr氮气气压环境下进行测试,稳态热流计法有效导热系数测量结果如图 4‑ 9中的红线所示,瞬态步进加热法真导热系数测试结果如图 4‑ 10中的红线所示。[align=center][img=,690,382]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/02/201802181543521992_3974_3384_3.png!w690x382.jpg[/img][/align][align=center][color=#FF0000]图 4-9 氮气气压0.001 Torr下ZYF纤维样品在有效导热系数测量结果与真导热系数测量结果转[/color][/align][align=center][img=,690,414]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/02/201802181544043755_4332_3384_3.png!w690x414.jpg[/img][/align][align=center][color=#FF0000]图 4-10 氮气气压0.001 Torr下ZYF纤维样品在真导热系数测量结果与有效导热系数测量结[/color][/align] 在0.001 Torr氮气气压下ZYF纤维隔热材料有效导热系数λeff随样品热面温度TH变化测量值的拟合公式为: 在0.001 Torr氮气气压下ZYF纤维隔热材料真导热系数λtrue随样品平均温度T变化测量值的拟合公式为:[color=#FF0000](1)真导热系数转换为有效导热系数[/color] 将氧化锆ZYF纤维真导热系数拟合公式代入公式,然后进行积分求解就可以得到相应的有效导热系数,其中设置样品冷面温度为TC=22.05℃。得到由有效导热系数拟合公式: 将真导热系数测量结果转换成有效导热系数的公式以样品热面温度为横坐标绘制有效导热系数曲线,并与有效导热系数大温差测量结果进行比较,如图 4‑ 9中的蓝线所示。由图 4‑ 9所示的对比结果可以看出,小温差真导热系数测试结果转换为大温差有效导热系数后,与大温差测试结果吻合的较好,只是在热面温度为25.9℃时两者相差略微偏大为83.5%,这主要是因为在大温差热流计法测量过程中的冷面温度为22.05±0.5℃,温差较小使得热流密度较小所带来的误差。而在其它所有热面温度下(100℃以上)有效导热系数相比,最大偏差为6%。由此可见,对于ZYF纤维这种材料,在高真空条件0.001 Torr氮气气氛下,小温差真导热系数测试结果转换为大温差有效导热系数测试结果后,与大温差有效导热系数实际测试结果吻合的很好。[color=#FF0000](2)有效导热系数转换为真导热系数[/color] 假设真导热系数随温度变化关系是一个一元三次多项式,即: 式中的B0、B1、B2和B3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: 将图 4‑ 9中红线所示的一系列热面温度TH和冷面温度TC下测量得到的对应有效导热系数测试数据代入公式中,得到一系列有关四个未知数B0、B1、B2和B3的关系式。通过多元回归分析,就可以得到这四个未知数,由此得到转换后的真导热系数表达式: 将有效导热系数测量结果转换成真导热系数的计算公式以样品平均温度为横坐标绘制真导热系数曲线,并与真导热系数小温差测量结果进行比较,如图 4‑ 10中的蓝线所示。由图 4‑ 10所示的对比结果可以看出,大温差法测试结果转换为小温差的真效导热系数后,与小温差测试结果吻合的很好,全温度范围内偏差百分比都小于7.3%。由此可见,对于ZYF纤维这种材料,在高真空条件0.001 Torr氮气环境下,大温差有效导热系数测试结果转换为小温差真导热系数测试结果后,与小温差真导热系数实际测试结果吻合的很好。[b][color=#FF0000]4.6. OFI纤维隔热材料[/color][/b] 密度为202.4kg/m^3的OFI纤维隔热材料在0.001 Torr氮气气压环境下进行测试,稳态热流计法有效导热系数测量结果如图 4‑ 11中的红线所示,瞬态步进加热法真导热系数测试结果如图 4‑ 12中的红线所示。[align=center][img=,690,380]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/02/201802181544213688_4307_3384_3.png!w690x380.jpg[/img][/align][align=center][color=#FF0000]图 4-11 氮气气压0.001 Torr下OFI纤维样品在有效导热系数测量结果与真导热系数测量结果[/color][/align][align=center][img=,690,416]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/02/201802181544329578_5158_3384_3.png!w690x416.jpg[/img][/align][align=center][color=#FF0000]图 4-12 氮气气压0.001 Torr下OFI纤维样品在真导热系数测量结果与有效导热系数测量结[/color][/align] 在0.001 Torr氮气气压下OFI纤维隔热材料有效导热系数λeff随样品热面温度TH变化测量值的拟合公式为: 在0.001 Torr氮气气压下OFI纤维隔热材料真导热系数λtrue随样品平均温度T变化测量值的拟合公式为:[color=#FF0000](1)真导热系数转换为有效导热系数[/color] 将OFI纤维真导热系数拟合公式代入公式,然后进行积分求解就可以得到相应的有效导热系数,其中设置样品冷面温度为TC=22.05℃。得到由有效导热系数拟合公式: 将真导热系数测量结果转换成有效导热系数的公式以样品热面温度为横坐标绘制有效导热系数曲线,并与有效导热系数大温差测量结果进行比较,如图 4‑ 11中的蓝线所示。由图 4‑ 11所示的对比结果可以看出,小温差真导热系数测试结果转换为大温差有效导热系数后,与大温差测试结果吻合的非常好,只是在热面温度为24.1℃时两者相差略微偏大为10.8%,这主要是因为在大温差热流计法测量过程中的冷面温度为22.05±0.5℃,温差较小使得热流密度较小所带来的误差。而在其它所有热面温度下(100℃以上)有效导热系数相比,最大偏差为7%,而且随着热面温度的上升,两者相差百分比越来越小。由此可见,对于OFI纤维这种材料,在高真空条件0.001 Torr氮气气氛下,小温差真导热系数测试结果转换为大温差有效导热系数测试结果后,与大温差有效导热系数实际测试结果吻合的非常好。[color=#FF0000](2)有效导热系数转换为真导热系数[/color] 假设真导热系数随温度变化关系是一个一元三次多项式,即: 式中的B0、B1、B2和B3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: 将图 4‑ 11中红线所示的一系列热面温度TH和冷面温度TC下测量得到的对应有效导热系数测试数据代入公式中,得到一系列有关四个未知数B0、B1、B2和B3的关系式。通过多元回归分析,就可以得到这四个未知数,即: 将有效导热系数测量结果转换成真导热系数的计算公式以样品平均温度为横坐标绘制真导热系数曲线,并与真导热系数小温差测量结果进行比较,如图 4‑ 12中的蓝线所示。由图 4‑ 12所示的对比结果可以看出,大温差法测试结果转换为小温差的真效导热系数后,与小温差测试结果吻合的非常好,全温度范围内偏差百分比都小于4%,只是在较低热面温度(100℃以下)时偏差最大为8.9%。由此可见,对于这种OFI纤维隔热材料,在高真空条件0.001 Torr氮气环境下,大温差有效导热系数测试结果转换为小温差真导热系数测试结果后,与小温差真导热系数实际测试结果吻合的非常好。[b][color=#FF0000]5. 结论[/color][/b] 通过对五种纤维类隔热材料的六组大温差和小温差测试试验结果可以看出,尽管做了一些假设,并忽略了辐射传热对整体热传递的影响,但所建立的有效导热系数与真导热系数关系式成立,并且对这五种纤维类隔热材料应用这种关系是有效的。[b][color=#FF0000]6. 参考资料[/color][/b](1)Daryabeigi K. Heat transfer modeling and validation for optically thick alumina fibrous insulation//Proceedings of the 30th International Thermal Conductivity Conference and the 18th International Thermal Expansion Symposium. USA: NASA Langley Research Center, 2009: 23681.(2)Daryabeigi K, Cunnington GR, Knutson JR. Combined heat transfer in high-porosity high-temperature fibrous insulation: Theory and experimental validation. Journal of thermophysics and heat transfer. 2011 Oct 25 (4):536-46.(3) Gembarovic, J., and Taylor, R. E., “A Method for Thermal Diffusivity Determination of Thermal Insulators,” International Journal of Thermophysics, Vol. 28, No. 6, 2007, pp. 2164-2175.[hr/]
表观导热系数,导热系数和热阻1.表观导热系数 Apparent thermal conductivity ASTM C177 C518 or C1114 -4℃, 24℃, 38℃, 93℃, 149℃, 204℃, 260℃, 316℃ ,371℃,427℃ 样品量:300×300mm, 2pcs 厚度25~51mm工作周期:10个工作日2. 导热系数和热阻 Thermal Conductivity& thermal resistance ASTM C518EN 12667 / EN 12664ISO 8301GB/T 10295(-20℃~-10℃), (-9℃~0℃) , (1-10℃), (11-70℃)样品量:300x300x5~80mm 2pcs 工作周期:10个工作日
准备购买导热系数标准板和精密温度计校准平板导热系数仪,但是看校准规范说把温度计放在导热板里,5个点,这怎么放啊,买什么样的温度计啊,有对校准导热系数测试仪校准懂得吗,教教我呗,求教啊!
现有一款新材料,石墨烯混合薄膜,厚度12微米,长宽可以随意裁切,要测试导热系数,可以吗?用什么设备比较好,有谁做过,导热系数大概700到800的样子,
有谁对导热系数仪了解的? 单位有意购买一台快速导热仪和一台平板导热仪?市场体格大约多少?有谁了解国内外都有那些品牌?用的住,准确度好?指导一下,谢谢。[em09511]
溶解氧测定仪测定的是氧浓度还是氧分压? 有仪器生产商告诉我,溶氧仪直接测定的是水溶液中氧气的分压,而溶解氧溶度是通过C=H*P换算得到的(H为Henry系数,受溶液性质影响很大)。 又因为“平衡时,氧气在空气和在水中的分压相等,即脱离和进入溶液的氧气分子数相同”,藉此可以理解溶氧仪利用饱和水蒸气法标定时,输入的标准值却是对应温度下水溶液的饱和溶氧值(如20度)。实际上,此时空气中氧气溶度和溶液中氧气溶度差30倍左右。 也就是说,在某一温度下达到平衡时,水中和空气中氧气分压都是相同的,即使是含盐水或污水也一样。而不同条件下产生溶解氧浓度不同的取决于H系数。对于已知盐浓度的,可以进行盐度补偿,通过H的修正准确测量溶解氧溶度。但是对于污水等成分特别复杂的水溶液,H很难修正得到,那么此时是不是就无法准确测量污水的溶解氧值?如果是这样的话,溶氧仪在环保局大量使用的意义又是什么呢?如果知道H值了,自己就能理论计算出溶解氧浓度了,还需要溶氧仪干什么呢? 所以从这点上,我更偏信溶氧仪直接测量的是水中溶解氧的浓度,可是这个观点却一直无法解释溶氧仪的校准方法。被溶氧仪的原理给绕晕了,百思不得其解,只能请各位大侠帮忙了:)
我公司打算购买一台导热系数测试仪,要求可以测到400w/m*k以上请大家推荐一下
从网上看到有一种氢测定仪,它的原理是什么?请大侠给一解释谢谢!
蛋白质测定仪是根据蛋白质中氮的含量恒定的原理,通过测定样品中氮的含量从而计算蛋白质含量的仪器但是实际中怎么操作呢?
请问哪里可以寻得硫氯测定仪的工作原理呢?是测定固体物中的氯,比如煤等。
想测煤在高温时导热系数,但是煤在温度上升过程中会有水分的挥发,而在高温情况下也会发生一些转变?如何能够更准确的测试其高温导热系数,有没有人做过类似的试验呢?还有一般的绝热材料因为导热系数比较小,那么一般采用什么方法进行测量呢? 哪个厂家的仪器比较好一点?
我想知道铁硅铝和Fe-Si-Cr合金的导热系数,有大侠测过没?大致的导热系数,谢谢啦~~~