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水流量平板法導(dǎo)熱儀

點(diǎn)擊次數(shù):3450     更新時(shí)間:2015-12-11

、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(cè)或?qū)嶋H測(cè)定。其測(cè)試方法分為穩(wěn)態(tài)法和動(dòng)態(tài)測(cè)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(cè)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(cè)試,滿足了材料檢測(cè)研究部門對(duì)材料導(dǎo)熱系數(shù)的高精度測(cè)試要求。儀器參考標(biāo)準(zhǔn):GB/T 10294-2008 <GB/T 17911.8-2002<<耐火陶瓷纖維制品 導(dǎo)熱系數(shù)實(shí)驗(yàn)方法>> YB/T 4130-2005<<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zui高使用: 室溫---1500℃ .冷板為:-10℃—99℃;

2.測(cè)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(cè)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(cè)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Windows xp/sp2,offices 2000

三、儀器安裝

  1. 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);
  2. 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。
  3. 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。
  4. 確認(rèn)無誤后開啟各部件電源(真空泵除外)。
  5.  

四、溫控表室溫校驗(yàn)

1.將支測(cè)室溫的水銀溫度計(jì)與T1 T2 T3 T4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T1 T2 T3 T4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(cè)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zui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zui?。?;

2、將試樣放入樣品室中心(注:試樣具體放置可參照測(cè)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zui?。?/span>

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

  1. 打開冷卻水閥門。
  2. 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)。
  3. 開啟點(diǎn)回流閥。
  4. 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,zui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(cè)量

zui上面和zui下面的兩支熱電偶測(cè)出試樣組熱面和冷面的溫度。其余的熱電偶每支均測(cè)出試樣相鄰兩層的熱面和冷面的溫度。這些溫度測(cè)量值和相應(yīng)的厚度組合給出:

  1. 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)
  2. 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)
  3. 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(cè)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(cè)量,包括測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)按扭,注冊(cè)新的用戶名稱,以后即可以用注冊(cè)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L2L3

   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zui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(cè)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(cè)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。zui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(cè)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(cè)試數(shù)據(jù),應(yīng)專人操作.

 

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