三。使 用 方 法
1、對試件的要求:
(1)試件三塊為一組,其中兩塊厚,一塊薄。試件的長和寬一般等于或大于薄試件厚度的8倍,厚試件和薄試件厚度比應(yīng)為3:1,通常試件尺寸為: 薄試件一塊20×20×(1.5~3)cm
厚試件兩塊20×20×(6~10)cm
若知材料導(dǎo)溫系數(shù)時,薄試件厚度可按下列數(shù)值選用:
材料的導(dǎo)溫系數(shù): 薄試件的厚度:
a(m2/h) δ(mm)
≤1×10-3 15~20
≥1×10-3 20~30
(2)一組試件必須為同一配比,其容重差應(yīng)小于5%;
(3)試件兩表面應(yīng)平行,且厚度應(yīng)均勻。薄試件平面度應(yīng)小于試件厚度的1%。各試件的接觸面應(yīng)平整且結(jié)合緊密;
(4)粉狀材料用圍框的辦法按上述要求處理;
(5)考慮材料的不均勻性,每種材料應(yīng)取樣3~5組。
2、試件的預(yù)處理:
(1)測量干燥條件下導(dǎo)熱系數(shù)時,試件應(yīng)根據(jù)材料本身的技術(shù)規(guī)定在不同溫度條件下進(jìn)行干燥處理至恒重;
(2)測量不同含濕狀況下的熱特性時,應(yīng)將干燥試件培養(yǎng)至所需濕度后,放在密閉容器兩天以上,再進(jìn)行測試,要求一組試件的濕度差小于或等于1%。
3、測試前的準(zhǔn)備工作:
(1)將冰瓶裝入冰水混合物,熱電偶冷端放入冰水混合物中。
(2)開啟電源開關(guān)。
(3)稱三塊試件的重量、測量其尺寸,計(jì)算出密度;
(4)將試件放在試件臺上,放入熱電偶及加熱器,熱電偶的結(jié)點(diǎn)放在試件的中心,然后夾具將試件夾緊。對于受壓易變形的試件,應(yīng)采取措施,防止試件變形;
(5)試件的初始溫度在10分鐘內(nèi)變化小于±0.05℃,并且薄試件上,下表面溫度差小于0.1℃時,可開始試驗(yàn)。
4、手動測量步驟:
(1)記錄上表面溫度E′0 ,下表面溫度E0。
(2)根據(jù)加熱器、試樣厚度、試樣密度選取合適電壓(參看后面注意事項(xiàng)5),調(diào)節(jié)電源上的旋鈕,到合適電壓,按OUT ON/OFF開關(guān),輸出電壓,并同時開啟計(jì)時開關(guān)。
(3)記錄加熱器的功率值為W(電源顯示屏上讀數(shù)據(jù))。
(4)當(dāng)加熱時間為4~5分,并且θ(0,t1)≥10℃時,記錄時間為t1及下加熱面熱電偶溫度值為E1。
(5)當(dāng)上表面熱電偶溫度比E0高出相當(dāng)于1~2℃時,記錄計(jì)時器讀數(shù),即時間t′,而熱電偶溫度值為E′,此時,要求:t′與t1的間隔時間小于或等于1分鐘;
(6)按OUT ON/OFF開關(guān),并同時記錄計(jì)時器讀數(shù),即時間為t2,時間t2可以等于t′也可大于t′。當(dāng)t2>t′時,要求t2與t′之間的時間間隔不超過30秒;
(9)由于加熱停止,熱源面上的溫度逐漸下降,待t3比t2長3~5分鐘后,記錄計(jì)時器的讀數(shù)即時間t3,而加熱面熱電偶溫度值為E2。
一次試驗(yàn)結(jié)束,拆卸試件,并裝入密閉容器中,待四小時后,按上述試驗(yàn)步驟再進(jìn)行第二次試驗(yàn)。
四。測量結(jié)果的計(jì)算
1、試件容重按下式計(jì)算:
p=g/v (kg/m3)
式中: g—試件重量(kg)
v—試件體積(m3)
2、試件的重量含水率:
g2-g1
W2 = ———— (%)
g1
式中: g1—干試件重量(kg)
g2—濕試件重量(kg)
3、材料的導(dǎo)溫系數(shù),導(dǎo)熱系數(shù)及比熱分別按下列幾式計(jì)算:
(1)函數(shù)B(y)值:
θ′(x,t′)
B(y)= ————————
θ(0,t1)
(2)導(dǎo)溫系數(shù):
d2
根據(jù)B(y)查表得y2值,則:a = —— (m2/h)
4t′y2
(3)導(dǎo)熱系數(shù):
Q√a(-)
入= ——————————— (w/m.k)
θ(0,t3)
(4)比熱:
3.6入
C = ———— (kJ/kg.k)
a.p
式中:θ′(x , t′) t′—薄試件上表面過余溫度℃,及相對應(yīng)的時間h;
θ(0, t1) t1—升溫過程中熱源面上的過余溫度℃,及相對應(yīng)的時間h;
θ(0, t3) t3—降溫過程中熱源面上的過余溫度℃,及相對應(yīng)的時間h;
t2—關(guān)閉熱源的時間h;
P—三塊試件的平均容量kg/m3;
d—薄試件的厚度m。
Q—加熱器的功率W/m2,按下式計(jì)算;
W
Q = ——
S
式中W —加熱器的功率W(電源顯示屏上讀數(shù)據(jù))。S—加熱器的面積m2
蓄熱系數(shù)計(jì)算公式已經(jīng)編入軟件程序。