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閱讀：7發(fā)布時(shí)間：2026-8-17
絕熱材料穩(wěn)態(tài)熱阻及有關(guān)特性的測(cè)定
本標(biāo)準(zhǔn)分三個(gè)章節(jié)，敘述了使用和設(shè)計(jì)防護(hù)熱板裝置所需的所有信息：概述；裝置和誤差分析；試驗(yàn)過(guò)程。
傳熱與測(cè)量的性質(zhì)，大部分傳熱性質(zhì)的試驗(yàn)是針對(duì)低密度的多孔材料進(jìn)行的，在這種情況下，材料內(nèi)部的真實(shí)傳熱情況可能包含輻射。
固相和氣相熱傳導(dǎo)和某些情況的對(duì)流傳熱三種方式的復(fù)雜組合，以及它們的交互作用和傳質(zhì)尤其是含濕材料。
對(duì)于這些材料通過(guò)測(cè)量熱流量、溫度差及尺寸，利用公式計(jì)算得到的試件的傳熱性質(zhì)常誤稱(chēng)為導(dǎo)熱系數(shù)，可能并不是材料自身的固有性質(zhì)。
根據(jù)ISO9288該性能應(yīng)被稱(chēng)作傳遞系數(shù)，因?yàn)樗赡苋Q于測(cè)試條件傳遞系數(shù)在其他地方常被稱(chēng)為表現(xiàn)導(dǎo)熱系數(shù)或有效導(dǎo)熱系數(shù)。
在相同的測(cè)試平均溫度下，傳遞系數(shù)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(shù)受試件厚度影響的首要因素。
因此不僅材料本身性質(zhì)會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果，而且與計(jì)劃體制接觸的表面的熱輻射特性亦會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果。
輻射傳熱還導(dǎo)致傳遞系數(shù)與溫度有關(guān)，當(dāng)溫差超過(guò)限定的范圍內(nèi)，各種材料各種測(cè)試平均溫度的這種影響可用實(shí)驗(yàn)檢測(cè)。
因此當(dāng)同時(shí)提供接觸表面的輻射特性時(shí)，熱阻就能較好地描述試件的熱性能。當(dāng)試件中存在有對(duì)流的可能性時(shí)如低溫下輕質(zhì)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(shù)和熱阻。對(duì)于這種情況，雖然在第3章試驗(yàn)過(guò)程中未包括這些試驗(yàn)條件的細(xì)節(jié)。
也至少要詳盡描述試件的幾何形狀和邊界條件，另外評(píng)估測(cè)量結(jié)果時(shí)，尤其在實(shí)際應(yīng)用測(cè)量結(jié)果時(shí)應(yīng)有足夠的相關(guān)知識(shí)。
在測(cè)量過(guò)程中試件含濕量對(duì)傳熱的影響也是一個(gè)復(fù)雜因素。因此干燥試件僅需根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)程序進(jìn)行試驗(yàn)。
對(duì)于含濕材料的試驗(yàn)，需有其他注意事項(xiàng)，本標(biāo)準(zhǔn)不包括這些內(nèi)容。當(dāng)按本標(biāo)準(zhǔn)方法確定的傳熱性質(zhì)用于預(yù)測(cè)實(shí)際使用情況下的特定材料的熱品質(zhì)時(shí)。
盡管其他因素如施工工藝會(huì)產(chǎn)生影響，但對(duì)所提及的物理原理的知識(shí)也是極為重要的。所需背景為了得到正確的結(jié)果，防護(hù)熱板裝置的設(shè)計(jì)和正確的操作，以及試驗(yàn)結(jié)果的解釋是一項(xiàng)復(fù)雜的工作。
需要格外引起注意，建議防護(hù)熱板裝置的設(shè)計(jì)者、操作者、試驗(yàn)結(jié)果的使用者應(yīng)對(duì)被評(píng)估的材料、產(chǎn)品和系統(tǒng)內(nèi)的傳熱機(jī)理應(yīng)有完整的知識(shí)。
并有相關(guān)的電氣和溫度測(cè)量經(jīng)驗(yàn)，特別是對(duì)弱電信號(hào)測(cè)量有一定的了解，也應(yīng)具備良好的實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐技能。
設(shè)計(jì)者，操作者和數(shù)據(jù)的使用者對(duì)上述各領(lǐng)域知識(shí)要求的深度可能不同。設(shè)計(jì)尺寸和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)世界各地存在著很多不同的符合各自國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的防護(hù)熱板裝置設(shè)計(jì)。
并且不斷研究、發(fā)展以提高設(shè)備和測(cè)量技術(shù)，因此要求一種特定設(shè)計(jì)或尺寸的裝置是不實(shí)際的，尤其是總體要求可能相差很大時(shí)。
指南由于發(fā)現(xiàn)不同形式的裝置到可比較結(jié)果，本標(biāo)準(zhǔn)給新裝置的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)者仔細(xì)閱讀附錄D參考文獻(xiàn)，在新裝置完工后，建議采用現(xiàn)有的熱阻不同的一種多種參考材料進(jìn)行試驗(yàn)。
附錄A列出了本標(biāo)準(zhǔn)闡述的裝置性能和試驗(yàn)條件的極限數(shù)值，還包含推薦的操作程序和實(shí)踐知識(shí)，以及建議的試件尺寸。
這些會(huì)提高一般測(cè)量水平有助于改善實(shí)驗(yàn)室間對(duì)比和合作測(cè)量程序。
范圍規(guī)定了使用防護(hù)熱板裝置測(cè)定板狀試件穩(wěn)態(tài)傳熱性質(zhì)的方法以及傳熱性質(zhì)的計(jì)算。測(cè)量傳熱性質(zhì)的法或仲裁法。
只需要測(cè)量尺寸、溫度和電功率。符合本標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法的報(bào)告，試件的熱阻不應(yīng)小于0.1m2·K/W，但不一定在全部范圍內(nèi)達(dá)到所述的準(zhǔn)確度。
試驗(yàn)結(jié)果可表示被測(cè)試件的平均可測(cè)導(dǎo)熱系數(shù)；試驗(yàn)結(jié)果可表示的導(dǎo)熱系數(shù)或表現(xiàn)導(dǎo)熱系數(shù)。
ISO 7345:1987 絕熱——物理量和定義
ISO 9229:1991 絕熱——材料、產(chǎn)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(zhì)——物理量和定義
ISO7345或ISO9251確立的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn) | ||
物理量 | 符號(hào) | 單位 |
熱流量 | Φ | W |
熱流密度 | q | W/m2 |
熱阻1） | R | m2·K/W |
熱導(dǎo)率 | Δ | W/（m2·K） |
導(dǎo)熱系數(shù)2） | λ | W/（m·K） |
熱阻系數(shù) | γ | m·K/W |
孔隙率 | ε |
|
局部孔隙率 | εp |
|
| ||
表 1 符號(hào)和單位 | ||
符號(hào) | 描述 | 單位 |
A | 在選定的等溫面上測(cè)得的計(jì)量面積 | m2 |
Ag | 隔縫面積 | m2 |
Am | 計(jì)量區(qū)域面積 | m2 |
b | 從隔縫中心線(xiàn)算起的防護(hù)寬度 | m |
c | 不平衡系數(shù) | 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(jì)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(duì)稱(chēng)誤差 | - |
ET | 溫度差的誤差 | - |
Eø | 熱流量的誤差 | - |
g | 隔縫寬度 | m |
表 1 符號(hào)和單位（續(xù)） | ||
符號(hào) | 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(jì)量部分邊長(zhǎng) | m |
me | 狀態(tài)調(diào)節(jié)后的相對(duì)質(zhì)量變化 | - |
md | 干燥后狀態(tài)調(diào)節(jié)產(chǎn)生的相對(duì)質(zhì)量變化 | - |
mr | 干燥后相對(duì)質(zhì)量變化 | - |
mw | 試驗(yàn)后相對(duì)質(zhì)量變化 | - |
M1 | 來(lái)樣時(shí)試件質(zhì)量 | kg |
M2 | 干燥后試件質(zhì)量 | kg |
M3 | 狀態(tài)調(diào)節(jié)后試件質(zhì)量 | kg |
M4 | 試驗(yàn)后試件質(zhì)量 | kg |
M5 | 試驗(yàn)前試件質(zhì)量 | kg |
P | 周長(zhǎng) | m |
q | 熱流密度 | W/m2 |
qe | 邊緣熱流密度 | W/m2 |
r | 熱阻系數(shù) | m·K/W |
R | 熱阻 | m2·K/W |
Re | 邊緣絕熱熱阻 | m2·K/W |
t | 時(shí)間 | s |
T | 傳遞系數(shù) | W/（m · K） |
T1 | 試件熱面溫度 | K |
T2 | 試件冷面溫度 | K |
Ta | 環(huán)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(shí)間間隔 | m |
Z1 | 傳遞系數(shù)的增量 | - |
Z2 | 輻射率 | - |
Z3 | 導(dǎo)熱系數(shù) | - |
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(shí)間間隔 | s |
ΔT | 傳遞系數(shù)的增量 | W/（m · K） |
ε | 輻射率 | - |
λ | 導(dǎo)熱系數(shù) | W/（m · K） |
λg | 隔縫材料的導(dǎo)熱系數(shù) | W/（m · K） |
λt | 表觀(guān)導(dǎo)熱系數(shù) | W/（m · K） |
Λ | 熱導(dǎo)率 | W/（m2·K） |
§ | 孔隙率 | - |
表 1 符號(hào)和單位（續(xù)） | ||
符號(hào) | 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(yàn)時(shí)流經(jīng)試件的熱流量 | W |
ΦW | 各種導(dǎo)線(xiàn)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(jīng)狀態(tài)調(diào)節(jié)后試件的密度 | W/m2 |
ón | 斯蒂芬-波爾茲曼常數(shù) | 5.67W/（m2·K4） |
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