耐火纖維制品導熱系數的測定

　　1 耐火纖維制品導熱系數測量原理

　　測量平板試樣的導熱系數，應滿(mǎn)足以下條件：

　　試樣的一個(gè)面均勻受熱；

　　盡可能減少側面熱流；

　　平板試樣傳導的熱量垂直于平板表面。

　　2 耐火纖維制品導熱系數測量設備

　　2.1 量熱器

　　2.1.1 尺寸

　　內保護裝置和中心裝置量熱器組合的尺寸應至少為230mm×230mm，其中，中心量熱器尺寸為76mm×76mm。加熱室剖面見(jiàn)圖2.

　　2.1.2 水循環(huán)系統

　　中心量熱器和內保護裝置分別裝有一個(gè)進(jìn)水口和一個(gè)出水口。進(jìn)水口和出水口的定位應避免中心量熱器和內保護裝置之間的熱傳導。進(jìn)水溫度應在室溫+3℃～-1℃之內。進(jìn)水的溫度變化不應超過(guò)0.5℃/h。進(jìn)水的壓力應恒定，水壓變化不超過(guò)1%。

　　2.1.3 水溫的測量裝置

　　應能測量進(jìn)出水之間的溫差，精確至0.05℃。

　　2.2 電加熱爐

　　應保證在每個(gè)試樣整個(gè)表面上方溫度分布均勻。溫度控制裝置應能使溫度恒定，波動(dòng)范圍不超過(guò)±10℃。

　　加熱速率應符合表2的規定。

　　3 耐火纖維制品導熱系數測量試樣制備

　　3.1 按第4章的規定制備試樣。

　　3.2 按GB/T 17911-2018,6.3.2 的規定干燥試樣。

　　4 耐火纖維制品導熱系數測量試驗步驟

　　4.1 試樣的安裝

　　針對每層試樣用隔熱磚制備4個(gè)直徑為17mm±0.5mm的支柱，其高度為試樣厚度的9/10～1。在每層試樣4個(gè)角各打直徑與支柱相同的孔，將支柱裝入孔中。每層試樣上孔的位置均應相同。

　　將第1支熱電偶裝在中心量熱器的中心，然后安裝第1層試樣，并用一塊長(cháng)、寬尺寸與試樣相同的木板或其他工具將其壓至支柱頂，使試樣與量熱器緊密接觸。取出木板，將第2支熱電偶裝在第1層試樣上面中心，第1支熱電偶的正上方，以此類(lèi)推，安裝第2層試樣和第3支熱電偶，直至所需層數。用一塊長(cháng)、寬尺寸與試樣相同的碳化硅板壓在最后一層試樣和熱電偶之上，在整個(gè)試驗期間碳化硅板與該層試樣及其上面的熱電偶保持接觸。

　　如果試樣僅有一層或兩層，熱電偶應插入試樣中，且盡可能安插5支。

　　4.2 溫度梯度的測量

　　最上面和最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溫度。這些溫度測量值和相應的厚度組合給出：

　　a）10個(gè)溫度梯度和10個(gè)平均溫度（由4層試樣組成的試樣組，5支熱電偶）；

　　b）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，4支熱電偶）。

　　4.3 測量條件

　　試樣組的熱面應加熱到制品使用的極限溫度，而對高溫制品，則應加熱到所有設備的操作極限溫度，至少24h。然后在該溫度下，要保持加熱元件的溫度是熱面溫度在2h內的變化不大于5℃，同時(shí)用量熱器測量的熱流變化不大于2%。保持中心量熱器的水流量在120ml/min，水流量應恒定，其變化不大于1%。

　　調節內保護裝置的水流量，以保證該裝置和中心量熱器的出水溫度基本相同。在30min間隔內進(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及水溫升高值（t₂-t₁）和中心量熱器的水流量m。

　　5 耐火纖維制品導熱系數測量結果測量

　　按式（4）計算導熱系數λ，數值以W.m^-1表示，結果按GB/T 8170修約至3位小數。

　　λ={m（t₂-t₁）CL}/{A（T₂-T₁）}...........（4）

　　式中：

　　m——通過(guò)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——試樣層的相應的熱面溫度，單位為攝氏度（℃）；

　　L——測量T1和T2所用熱電偶之間的距離，單位為米（m）；

　　A——中心量熱器的有效面積，單位為平方米（㎡）；

　　C——在量熱器進(jìn)出水平均溫度下水的比熱容，單位為焦耳每千克開(kāi)爾文（J.kg^-1.k^-1）。

　　對3層試樣組成的試樣組，將式（4）應用于每層試樣和他們的厚度組合可得到導熱系數和平均溫度關(guān)系圖上的6個(gè)點(diǎn)：

　　λ=f（Tm）              ............（5）

　　Tm=（T₂+T₁）/2           ............（6）

　　式中：

　　Tm——平均溫度，單位為攝氏度（℃）。

　　表3給出不同溫度下水的比熱容。溫度區間內的比熱容用內插法計算。

　　表 水的比熱容

　　試樣中各點(diǎn)實(shí)際溫度下的導熱系數的計算，參見(jiàn)附錄C。

　　6 本項目試驗報告

　　按GB/T 17911-2018第12章的要求報告試樣的體積密度，圖上每個(gè)點(diǎn)的冷、熱面溫度，平均溫度對應的導熱系數值。

本文是濟南火龍熱陶瓷有限責任公司編輯摘自GB/T 17911-2018，本文詳述了耐火纖維制品導熱系數的測定，從耐火纖維制品導熱系數測量原理、所用設備、試樣制備、試驗步驟到耐火纖維制品導熱系數的計算以及報告的編寫(xiě)。濟南火龍熱陶瓷有限責任公司12年專(zhuān)注耐火纖維制品的研發(fā)、生產(chǎn)與拓展應用，主營(yíng)產(chǎn)品有玻璃纖維針刺氈、陶瓷纖維毯、板、氈、紙、模塊、布帶繩等制品。

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