水流量平板法導(dǎo)熱儀使用說明
點(diǎn)擊次數(shù)：3461 更新時(shí)間：2023-08-04
概述
材料的熱導(dǎo)率是研究材料物理性能的個(gè)重要參數(shù)指標(biāo)，在航空、原子能、建筑材料，非金屬材料等工業(yè)部門都要求對(duì)有關(guān)材料的熱導(dǎo)率，進(jìn)行預(yù)測或?qū)嶋H測定。其測試方法分為穩(wěn)態(tài)法和動(dòng)態(tài)測試法，該儀器基于護(hù)熱平板法的原理，兼配相關(guān)國標(biāo)要求，并作出了相應(yīng)的改進(jìn)，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成測試工作，并對(duì)各狀態(tài)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)字化顯示。亦以可人工完成測試，滿足了材料檢測研究部門對(duì)材料導(dǎo)熱系數(shù)的高精度測試要求。儀器參考標(biāo)準(zhǔn)：GB/T10294-2008及<GB/T17911.8-2002<<耐火陶瓷纖維制品導(dǎo)熱系數(shù)實(shí)驗(yàn)方法>>和YB/T4130-2005<<耐火材料導(dǎo)熱系數(shù)實(shí)驗(yàn)方法(水流量平板法)>>。
二、主要技術(shù)參數(shù)
1.爐溫高使用:室溫---1500℃.冷板為：-10℃—99℃；
2．測試范圍：0.01～2W/M.K
3．試樣組數(shù)量：1塊
4．試樣組厚度：40mm
5.試樣大小<單件>長*寬:230*230*40mm
6．測試精度：±3％
7．電源電壓：380V
8.聯(lián)接計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)測試,數(shù)據(jù)打印輸出.
9.整機(jī)消耗總功率:不大于20KW
10.軟件操作環(huán)境為Windowsxp/sp2,offices2000
三、儀器安裝
擺放固定好設(shè)備主機(jī)及配套設(shè)備，連接好設(shè)備主機(jī)電源（三相四線），及配套設(shè)備電源（如：真空泵電機(jī)真空閥、恒溫水槽、計(jì)算機(jī)等）；
安裝好恒溫水槽及相應(yīng)進(jìn)出水管、設(shè)備主機(jī)進(jìn)出水管路、設(shè)備保護(hù)氣氛氬氣管路。
檢查并安裝好設(shè)備加熱元件及其線路,檢查并安裝好設(shè)備信號(hào)采集通訊線路。
確認(rèn)無誤后開啟各部件電源（真空泵除外）。
四、溫控表室溫校驗(yàn)
1．將支測室溫的水銀溫度計(jì)與T1T2T3T4熱電偶放在起（不能與量熱板接觸），合上爐蓋，打開電源開關(guān)，讓儀表通電約30分鐘（注意：電爐不能加熱，恒溫水槽也不能開，讓爐內(nèi)溫度自然穩(wěn)定），溫控表的顯示不變化時(shí)，分別修改T1T2T3T4溫控表的Scb參數(shù)，使溫度顯示值與水銀溫度計(jì)相等，電爐溫控表應(yīng)修改Sc參數(shù)使溫度顯示值與水銀溫度計(jì)相等。
2．打開爐蓋，在量熱板上放層保溫棉后，合上爐蓋，恒溫水槽水溫設(shè)置與室溫相等，*打開中心量熱，內(nèi)護(hù)熱流量，打開電源開關(guān)，讓儀表通電約30分鐘后，溫控表的顯示不變化時(shí)，分別修改中心量熱進(jìn)水，中心量熱出水，內(nèi)護(hù)熱進(jìn)水，內(nèi)護(hù)熱出水溫控表的Scb參數(shù)，使溫度顯示值與恒溫水溫度相等。
3．以上校驗(yàn)不定期進(jìn)行，保證測量精度（出廠前已做調(diào)整）。
五、實(shí)驗(yàn)步驟
（）試樣的安裝
1、確認(rèn)并將電機(jī)調(diào)速旋鈕旋小位置，旋動(dòng)電機(jī)升降開關(guān)向下位置，調(diào)節(jié)電機(jī)調(diào)速旋鈕使樣品室緩慢下降，待樣品室停止下降后，復(fù)位電機(jī)升降開關(guān)、電機(jī)調(diào)速旋鈕（旋?。?br />
2、將試樣放入樣品室中心（注：試樣具體放置可參照測試軟件試樣組選擇中所示圖示進(jìn)行。）試樣放置確認(rèn)無誤后，旋動(dòng)電機(jī)升降開關(guān)向上位置，調(diào)節(jié)電機(jī)調(diào)速旋鈕使樣品室緩慢升起，待樣品室停止上升后，復(fù)位電機(jī)升降開關(guān)、電機(jī)調(diào)速旋鈕（旋小）；
3、上好并擰緊樣品室緊固螺栓，密封好樣品室；
4、旋動(dòng)真空泵電源開關(guān)，啟動(dòng)真空泵工作，當(dāng)爐膛真空度達(dá)到實(shí)驗(yàn)所需后，停止真空泵工作；
5、打開保護(hù)氣氛管路進(jìn)氣閥門與氣瓶轉(zhuǎn)子流量計(jì)閥門，向爐膛充入保護(hù)氣體氬氣，待爐膛充滿保護(hù)氣體后，關(guān)閉保護(hù)氣氛管路進(jìn)氣閥門與氣瓶轉(zhuǎn)子流量計(jì)閥門。
（二）水路系統(tǒng)的設(shè)置
打開冷卻水閥門。
設(shè)置好恒溫槽溫度，開啟恒溫槽攪拌、循環(huán)及及制冷開關(guān)。
開啟點(diǎn)回流閥。
調(diào)節(jié)中心量熱流量和內(nèi)護(hù)熱流量各為50L/h左右。
（三）加熱爐升溫曲線設(shè)置
室溫～低于實(shí)驗(yàn)溫度50℃時(shí)，加熱速率5～10℃/min，后50℃時(shí)，加熱速率1～2℃/min，然后長時(shí)間在實(shí)驗(yàn)溫度下恒溫。設(shè)置好升溫曲程序后，啟動(dòng)程序開始升溫。（溫控表詳細(xì)操作請(qǐng)參閱AI518說明書）
（四）溫度梯度的測量
上面和下面的兩支熱電偶測出試樣組熱面和冷面的溫度。其余的熱電偶每支均測出試樣相鄰兩層的熱面和冷面的溫度。這些溫度測量值和相應(yīng)的厚度組合給出：
1個(gè)溫度梯度和1個(gè)平均溫度(由1層試樣組成的試樣組)
3個(gè)溫度梯度和3個(gè)平均溫度（由2層試樣組成的試樣組）
6個(gè)溫度梯度和6個(gè)平均溫度（由3層試樣組成的試樣組）
測量條件
當(dāng)電爐進(jìn)入恒溫狀態(tài)后，試樣組熱面溫度在2h內(nèi)的變化不大于5℃時(shí)，調(diào)節(jié)內(nèi)護(hù)熱水流量和中心量熱水流量，以保證內(nèi)護(hù)熱的出水溫度和中心量熱的出水溫度基本相同。在30min間隔內(nèi)進(jìn)行3—5次測量，包括測量每層試樣的熱面溫度T2，冷面溫度T1，水溫升高值(t2-t1)和中心量熱器的水流量m。
如果還要測量其它溫度下的導(dǎo)熱系，請(qǐng)重復(fù)以上（四）（五）步。
（五）數(shù)據(jù)計(jì)算
按式（1）計(jì)算導(dǎo)熱系數(shù)，以w×m-1×k-1表示，約三位小數(shù)。
λ=m(t2-t1)CL／A(T2-T1)……………………………………………(1)
式中:
m----通過中心量熱器的水的平均流量，單位為千克每秒(Kg×s-1);
t1----進(jìn)水溫度，單位為攝氏度（℃）;
t2----出水溫度，單位為攝氏度（℃）;
T1----試樣層的冷面溫度，單位為攝氏度（℃）;
T2----試樣層的相應(yīng)的熱面溫度，單位為攝氏度（℃）;
L----測量T1和T2所用的熱電偶之間的距離，單位為米(M);
A----中心量熱器的有效面積，單位為平方米(M2);
C----在量熱器進(jìn)、出水平均溫度下水的比熱容，單位為焦?fàn)柮壳Э碎_爾文(J×kg-1×k-1).
對(duì)三層試樣組成的試樣組，用式(1)計(jì)算每層試樣和他們的厚度組合可得到導(dǎo)熱系數(shù)和平均溫度關(guān)系：
λ=f(Tm)……………………………………………………………(2)
Tm=1/2(T2+T1)………………………………………………………(3)
式中：
Tm—平均溫度，單位為攝氏度（℃）;
表2給出不同溫度下水的比熱容，溫度區(qū)間內(nèi)的比熱容用內(nèi)插法計(jì)算。
表2水的比熱容
| 溫度/℃ | C/((J×kg-1×k-1) |
| 15 | 4 185.5 |
| 20 | 4 181.6 |
| 25 | 4 179.3 |
試樣中各點(diǎn)實(shí)際溫度下的導(dǎo)熱系數(shù)的計(jì)算，
六、注意事項(xiàng)
1.不放試樣時(shí)，絕不能升溫。
2.單層試樣試驗(yàn)時(shí)，若樣品較薄，禁止進(jìn)行高溫試驗(yàn)。
2.電爐升溫過程中，定要有冷卻水和恒溫槽循環(huán)水。爐內(nèi)溫度降到50℃左右時(shí)才能關(guān)冷卻水和恒溫槽循環(huán)水。
七:軟件安裝操作說明
1、程序的安裝。
1.1、將安裝光盤放入光驅(qū)中，雙擊其中的Setup.exe文件。
1.2、進(jìn)入導(dǎo)熱系數(shù)測試系統(tǒng)的安裝界面，按提示選擇正確的安裝路徑和目錄。
1.3、完成安裝后可以創(chuàng)建應(yīng)用程序的快捷方式到桌面，可以從開始菜單中選擇應(yīng)用程序圖標(biāo)，按住鼠標(biāo)左鍵不放，直接拖放到桌面即可。
2、應(yīng)用程序的啟動(dòng)和登錄
2.1、雙擊桌面上的快捷圖標(biāo)也可以從開始按扭程序菜單中選擇應(yīng)用程序圖標(biāo)，點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵即可進(jìn)入導(dǎo)熱系數(shù)測試系統(tǒng)。
2.2、當(dāng)出現(xiàn)登錄對(duì)話框后，輸入正確的用戶名稱和密碼，點(diǎn)擊確定按扭即可進(jìn)入系統(tǒng)，如果是新用戶次登錄，可以點(diǎn)擊注冊按扭，注冊新的用戶名稱，以后即可以用注冊后的用戶名登錄到應(yīng)用程序。
3、實(shí)驗(yàn)步驟
3.1、在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前，用戶必須完成下列操作，按正確的實(shí)驗(yàn)步驟來進(jìn)行操作。
3.2、點(diǎn)擊試樣組按扭，彈出選擇試樣組窗體，用戶可以根據(jù)自己完成實(shí)驗(yàn)的具體情況來選擇層試樣、兩層試樣或三層試樣。
3.3、當(dāng)確定試樣層數(shù)目后，必須填寫相應(yīng)的數(shù)據(jù)，例如：當(dāng)用戶選擇三層試樣組時(shí)，必須填寫試樣厚度L1、試樣二厚度L2、試樣三厚度L3、中心量熱器的平均水流量、水的比熱容、和實(shí)驗(yàn)溫度。
當(dāng)用戶選擇兩層試樣時(shí)不比填寫L3,單層試樣時(shí)不比填寫L2和L3。
其余數(shù)據(jù)均不許正確填寫(填寫數(shù)據(jù)時(shí)請(qǐng)注意單位),以保證實(shí)驗(yàn)誤差小。
3.4、當(dāng)用戶完成上敘操作后，點(diǎn)擊確定按扭確認(rèn)輸入，點(diǎn)擊取消按扭放棄。
3.5、回到主界面，點(diǎn)擊實(shí)驗(yàn)按扭開始實(shí)驗(yàn)，彈出開始實(shí)驗(yàn)窗體。
3.6、點(diǎn)擊開始實(shí)驗(yàn)前請(qǐng)確認(rèn)內(nèi)、外護(hù)熱板裝置，中心量熱器裝置冷卻水都已經(jīng)打開，如果已打開，將確認(rèn)復(fù)選框選中打勾。然后點(diǎn)擊開始實(shí)驗(yàn)按扭即可做實(shí)驗(yàn)。
3.7、整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中，用戶無需干擾，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成導(dǎo)熱系數(shù)的計(jì)算，并顯示在下行文本框中。用戶也可以通過點(diǎn)擊暫停實(shí)驗(yàn)、繼續(xù)實(shí)驗(yàn)來控制整個(gè)實(shí)驗(yàn)的暫停與繼續(xù)，也可以點(diǎn)擊停止實(shí)驗(yàn)按扭提前結(jié)束實(shí)驗(yàn)。系統(tǒng)詢問是否提前結(jié)束實(shí)驗(yàn)，點(diǎn)擊確定即可。結(jié)束實(shí)驗(yàn)時(shí)必須手動(dòng)調(diào)節(jié)中心量熱器與內(nèi)保護(hù)裝置的出水溫度基本相同，溫差小于正負(fù)0.5攝氏度。
3.8、實(shí)驗(yàn)完成后，用戶可以點(diǎn)擊保存數(shù)據(jù)按扭保存實(shí)驗(yàn)用數(shù)據(jù)，填寫正確的實(shí)驗(yàn)清單，以備打印和將來查詢資料用。
4、系統(tǒng)特征
4.1、導(dǎo)熱測試系統(tǒng)可以幫助用戶正確的完成材料導(dǎo)熱系數(shù)的測試。在實(shí)驗(yàn)過程中，無須用戶過多的干擾，只要用戶填寫相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，即可自動(dòng)由計(jì)算機(jī)完成實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過程。后將結(jié)果顯示在屏幕上。
4.2、除了能夠幫助用戶正確的完成實(shí)驗(yàn)外，導(dǎo)熱測試系統(tǒng)還提供下列功能：實(shí)驗(yàn)用資料查詢(查詢以前用戶做過的實(shí)驗(yàn)資料)，導(dǎo)熱系數(shù)查詢(查詢用戶以前實(shí)驗(yàn)得到的材料的導(dǎo)熱系數(shù)),報(bào)表打印輸出(當(dāng)用戶完成實(shí)驗(yàn)并填寫實(shí)驗(yàn)清單后可打印輸出實(shí)驗(yàn)結(jié)果),幫助功能(提供簡單的實(shí)時(shí)幫助),儀表參數(shù)和程序段設(shè)定功能(用于設(shè)定儀表的個(gè)項(xiàng)參數(shù)和實(shí)驗(yàn)的程序段)
軟件升級(jí)后以新版說明為準(zhǔn),詳細(xì)參考軟件幫助文件.未熟悉儀器操作切忌隨便修改儀器參數(shù),用于測試數(shù)據(jù),應(yīng)專人操作.
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