隔热耐火材料导热系数试验方法（量热计法）

国家标准 GB/T37796一2019 隔热耐火材料导热系数 试验方法(量热计法 Insulationrefractories一Determinationofthermalconductivitycalorimeler 2019-08-30发布 2020-07-01实施 国家市场监督管理总局 发布 币国国家标准化管理委员会国家标准
GB/37796一2019 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草 请注意本文件的某些内容可能涉及专利 本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任 本标准由全国耐火材料标准化技术委员会(SAC/TC193)提出并归口 本标准起草单位:中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司、摩根凯龙(荆门)热陶瓷有限公司、江苏 中磊节能科技发展有限公司、江苏宝石耐热科技发展有限公司,东台市港泰耐火材料有限公司、中冶赛 迪工程技术股份有限公司 本标准主要起草人:陈伟、章健、刘为、张彦杰、张超、王洁、乔爱军、李晓睿、杨帆、李龙飞、徐广平、 翟剑、刘鹏程、沈富军、刘春兰、孟爱龙、韩俊华
GB/37796一2019 隔热耐火材料导热系数 试验方法(量热计法 范围 本标准规定了隔热耐火材料导热系数试验方法(量热计法)的原理、设备、试样制备、试验步骤、结果 计算和试验报告 本标准适用于耐火纤维及其制品,隔热定形制品等隔热耐火材料导热系数的测定 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的 凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件 凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB/T2998定形隔热耐火制品体积密度和真气孔率试验方法 GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定 GB/T16839.1热电偶第1部分;电动势规范和允差 GB/T1791l耐火纤维制品试验方法 原理 根据傅里叶导热定律,当测试样品传热达到稳态时,单位时间内通过试样热面传递至冷面后被量热 计吸收的热量,与试样垂直于热量传播方向的截面面积和温度梯度成正比 本标准测试时需要较大的 温度梯度和稳态条件 仪器设备 4.1电热干燥箱 能控制温度在110C士5C 4.2天平 分度值0.lg 4.3导热系数测定仪 4.3.1导热系数测定仪包括加热室、量热计,水循环系统、热电偶及仪表 导热系数测定仪结构示意图 见图1 4.3.2加热室;见图2,在中性或氧化性气氛中加热室可按照一定升温曲线加热到并能稳定在 1550C士3C 一块不小于342mm×228nmm×25mm碳化硅均热板置于试样上方,碳化硅板 342mm×228nmm的面应平整 在量热计下,应设置一层至少25mm厚的隔热层
GB/T37796一2019 说明: 分水器" 下水箱 F 量热计; -制冷系统; G 加热室; 上水箱 水泵; 图1导热系数测定仪结构示意图
GB/37796一2019 说明 保护砖; 测试砖; A B 均热板; 隔热层 图2加热室剖面图 4.3.3量热计:由金属铜按照图3加工而成,量热计进水和出水通道布局应是依次相邻 量热计为 76mm×76mm的正方形,有一个人水管接头和一个出水管接头 围绕着量热计有一个342mm× 2228mm的内防护套,具有两个人水管接头和两个出水管接头 外层护套从内层护套向侧面延伸 ,垂直延伸至加热室底部(见图3) 量热计与内层护套应间隔0.8mmr 51mm， 4.3.4水循环系统;水循环系统供给量热计的水应恒压和恒温 进水静水压应不小于29.9kPa,进水水 温应尽可能等于室温,温差在-1C至十3C之间,温度变化率不应超过0.5C/h 通过调节阀稳定量 热计进出水量,试验期间变化不超过士1% 测定试样温度的热电偶及仪表:根据测量需要选用合适的K型或s型热电偶,且满足 4.3.5 GB/16839.1的要求;用误差不大于士0.05mV的电位差计来测定热电偶的电动势 一种多对示差热电甜星量热计的水温升高 4.3.6测定量热计中水温升高的热电偶及仪表:应采用一 其精度不低于流经量热计水温升高值的1% 热电偶至少要插人人口水管和出口水管内89mm,接点 离量热计底部的距离不大于6mm 测量10对铜-康铜示差热电偶电动势时的电位计量程为0mV V 2mV,仪表误差不大于士0.01mv 4.3.7测定量热计和内防护套之间温差的热电偶及仪表;经校正的10对铜-康铜示差热电偶放置在量 热计和内防护套内,用于测量量热计和内防护套之间温差 试验期间,此温差不大于士0.03C 测量 热电偶电动势的电位计量程为0mV2mV,仪表误差不大于士0.01mV
GB/T37796一2019 -A剖面图 图3量热计和保护套结构示意图 5 试样制备 5.1定形隔热砖 试样由3块228mm×114mm×64mm的A型直形砖和6块228nmm×57mm×64mm的B型 条形砖组成3块A型直形砖228mmX114mm的面和B型条形砖228mm×57mm 的面要磨平并平 行,厚度差不大于士0.3 试样厚度可根据实际厚度调整,但不应超过76mm或低于51 彼此 mm mm 接触的侧面要磨平并与A型直形砖228 nmmX114mm的面和B型条形砖228 nmm×57mm的面垂直 5.2耐火纤维及制品 试样切割成456mm×342mm大小的毯或板,试样可由多层样品组成,但总厚度不超过76mm. 因碳化硅均热板重力作用而使测量样品改变体积密度的样品,可在对角线近角1/4位置打4个孔,用于 放置陶瓷支柱支撑碳化硅板,或用不改变试样体积密度的其他方法 6 试验步骤 测试试样的厚度及体积密度 试样应在110笔士5下干燥,定形隔热制品的厚度和体积密度的 6.1 测定按照GB/T2998进行;耐火纤维及制品的厚度和体积密度的测定按照GB/T1791l进行 6.2安装试样 定形隔热砖按照图4所示,将试样铺排于加热室内,耐火纤维及制品将试样直接平铺
GB/37796一2019 于加热室内 说明: -A型直形砖 B--B型条形砖 图4装样示意图 6.3安装试样测温热电偶 定形隔热砖的测温热电偶放置在中间A型直型砖的正中心位置,冷面中 心位置和热面中心位置分别放置一只测温热电偶;耐火纤维及制品类的测温热电偶按置在试样对角线 中心位置,冷面和热面分别放置一只热电偶 若用于测试多层试样,另应在每个试样层与层接触面的中 心位置放置一只热电偶 6.4安装碳化硅均热板 碳化硅均热板应置于中心3块A型直型砖228 mm×342mm的面上 试样 热面与碳化硅均热板的间隙应不低于25" ,可以用隔热砖切成小块垫在均热板的四角 耐火纤维及 mm， 制品类可用陶瓷块置人打孔位置以将均热板支撑到底部 6.5关闭加热室,开启供水阀,并给加热装置供电,按5C/min10C/min的速率升温 流经量热计 之间,采用称量法测定流量时,在规定的时间内收集到的水的 g/min150g/min 水的流量应保持在801 质量应不少于200g,精确到士0.lg 流量应恒定,在试验期间其偏差应在士1%之内 炉温超过800 时,炉内应保持中性或氧化气氛,不应有可燃物 6.6在测试期间,应让试样达到热流稳定状态 量热计的热流在2h内的变化率小于2%,量热计和内 防护套之间的温差不大于0.03C,试样热面的温度变化不大于士3C,进人量热计的水温变化不大于 0.5C/h 通常,当热面温度发生一定变化之后使设备温度达到平衡需3h或更长时间 注如果任一上述条件超过规定的公差会引起明显的误差 6.7热流达到稳定状态之后,测定试样的冷热面温度、流经量热计水的流量以及量热计出水和进水的 温度的升高值 在2h内,每间隔30min测量一组数据,至少取4组,各项值的平均值用来计算对应温 度下的导热系数的计算 结果计算 用式(1)计算导热系数,计算结果按GB/T8170修约,保留小数点后三位
GB/T37796一2019 人=L[A(i一/a] 式中 -导热系数,单位为瓦特每米开尔文[w/mK)] -单位时间流人量热计的热量(量热计单位时间流过水的质量乘以水的温升和比热),单位 为瓦特(w); -厚度(热电偶焊点之间的距离,在该部位测和a),单位为米(m); 试样热面温度,单位为开尔文(K); 1 -试样冷面温度,单位为开尔文(K); A 中心量热器面积,单位为平方米(m') 8 试验报告 试验报告应包含以下内容 a 试样名称及牌号; b 委托单位; c 试验标准; d 试样的厚度和体积密度; 试验前后试样暴露在加热室温度下所引起状态的变化 e 试验条件和结果; 需要时用测得的导热系数对应平均温度作曲线 g

隔热耐火材料导热系数试验方法（量热计法）GB/T37796-2019

概述

隔热耐火材料广泛应用于高温设备和建筑物的保温、隔热领域。而导热系数是衡量其隔热性能的重要指标，也是选择隔热材料时需要考虑的重要因素之一。

GB/T37796-2019《隔热耐火材料导热系数试验方法（量热计法）》规定了一种测试隔热耐火材料导热系数的方法，该方法适用于所有类型的隔热耐火材料，包括板材、板块、粉末、颗粒等。

试验原理

量热计法是通过测量样品在恒定温度下的热流和温度差来计算其导热系数的方法。该方法需要将样品置于两个加热器之间，一个加热器提供热源，另一个加热器则保持恒定温度。同时，在样品中间设置一根细长的热电偶，用于测量样品表面的温度差。

为了消除辐射和对流传热的影响，通常会在两个加热器之间设置一个空气隙或真空隔层。

通过上述步骤得到的数据，可以利用热传导方程计算出样品的导热系数。

试验步骤

1. 测试前准备：将样品切割成规定大小，并进行必要的处理（如烘干、预烧等）。
2. 安装样品：将样品放置在两个加热器之间，并在样品表面附近放置热电偶，确保与样品表面接触良好。
3. 调整参数：按照标准要求，设定加热器的温度和热流量，并保持恒定。
4. 记录数据：通过热电偶测量样品表面的温度差，并记录两侧加热器的温度、热流量等参数。
5. 计算结果：根据热传导方程，利用上述数据计算出样品的导热系数。

注意事项

在进行试验前，需要根据所测样品的特性和标准要求，选择合适的试验参数。同时，需要注意以下事项：

• 保证样品表面光滑、平整，以确保热电偶与样品接触良好。
• 要求两个加热器的温度稳定，且之间的温差不宜过大，以避免对实验结果产生影响。
• 在测量热流量时，要注意排除辐射和对流传热的影响。通常需要在两个加热器之间设置一个空气隙或真空隔层。
• 试验过程中应严格按照标准要求操作，以确保结果的可靠性和准确性。

结论

GB/T37796-2019标准中规定的隔热耐火材料导热系数试验方法采用量热计法，通过测量样品在恒定温度下的热流和温度差来计算其导热系数。该方法适用于所有类型的隔热耐火材料，具有操作简单、结果准确等优点。

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