8 Обработка результатов испытания
8.1 Вычисляют относительное изменение массы образца вследствие его сушки тr и в процессе испытания тw и плотность образца ru по формулам:
тr = (М1 ¾ М2)/М2 , (2)
тw = (М2¾ М3)/М3 , (3)
.jpg)
(4)
Объем испытываемого образца Vu вычисляют по результатам измерения его длины и ширины после окончания испытания, а толщины — в процессе испытания.
8.2 Вычисляют разность температур лицевых граней DTu и среднюю температуру испытываемого образца Tmu по формулам:
DTu = T1u ¾ T2u, (5)
Tmu = (T1u + T2u.)/2 (6)
8.3 При вычислении теплофизических показателей образца и плотности стационарного теплового потока в расчетные формулы подставляют среднеарифметические значения результатов пяти измерений сигналов датчиков разности температур и сигнала тепломера или электрической мощности, выполненных после установления стационарного теплового потока через испытываемый образец.
8.4 При проведении испытания на приборе, собранном по асимметричной схеме, термическое сопротивление образца Ru вычисляют по формуле
.jpg)
(7)
где Rk принимают равным 0,005м2×К/Вт, а для теплоизоляционных материалов и изделий — нулю.
8.5 Эффективную теплопроводность материала образца leffu вычисляют по формуле
.jpg)
(8)
8.6 Термическое сопротивление Ru и эффективную теплопроводность leffu образца насыпного материала вычисляют по формулам:
8.7 Плотность стационарного теплового потока quчерез образец, испытываемый на приборе, собранном по асимметричной и симметричной схемам, вычисляют соответственно по формулам:
qu = fueu, (11)
.jpg)
(12)
8.8 При проведении испытания на приборе с горячей охранной зоной, в котором плотность теплового потока определяют путем измерения электрической мощности, подаваемой на нагреватель зоны измерения горячей плиты прибора, термическое сопротивление, эффективную теплопроводность и плотность стационарного теплового потока через образец вычисляют по формулам:
При испытании насыпных материалов в формулы (13) и (14) вместо Rk подставляют значение RL..
8.9 За результат испытания принимают среднеарифметические значения термического сопротивления и эффективной теплопроводности всех испытанных образцов.
9 Протокол испытания
В протоколе испытания должны быть приведены следующие сведения:
- наименование материала или изделия;
- обозначение и наименование нормативного документа, по которому изготовлен материал или изделие;
- предприятие-изготовитель;
- номер партии;
- дата изготовления;
- общее число испытанных образцов;
- тип прибора, на котором проведено испытание;
- положение испытываемых образцов (горизонтальное, вертикальное);
- методика изготовления образцов насыпного материала с указанием термического сопротивления дна и крышки ящика, в котором испытывались образцы;
- размеры каждого образца;
- толщина каждого образца перед началом испытания и в процессе испытания с указанием, проводилось ли испытание при фиксированном давлении на образец или при фиксированной толщине образца;
- фиксированное давление (если оно было фиксировано);
- средний размер неоднородных включений в образцах (если они есть);
- методика сушки образцов;
- относительное изменение массы каждого образца вследствие его сутки;
- влажность каждого образца до начала и после окончания испытания;
- плотность каждого образца в процессе испытания;
- относительное изменение массы каждого образца, произошедшее в процессе испытания;
- температура горячей и холодной лицевых граней каждого образца;
- разность температур горячей и холодной лицевых граней каждого образца;
- средняя температура каждого образца;
- плотность теплового потока через каждый образец после установления стационарного теплового режима;
- термическое сопротивление каждого образца;
- эффективная теплопроводность материала каждого образца;
- среднеарифметическое значение термического сопротивления всех испытанных образцов;
- среднеарифметическое значение эффективной теплопроводности всех испытанных образцов;
- направление теплового потока;
- дата испытания;
- дата последней градуировки прибора (если испытание проведено на оснащенном тепломером приборе);
- для стандартных образцов, использованных при градуировке прибора, должно быть указано: тип, термическое сопротивление, дата поверки, срок действия поверки, организация, проводившая поверку;
- оценка погрешности измерения термического сопротивления или эффективной теплопроводности;
- заявление о полном соответствии или частичном несоответствии процедуры испытания требованиям настоящего стандарта. Если при проведении испытания были допущены отклонения от требований настоящего стандарта, то они должны быть указаны в протоколе испытания.
10 Погрешность определения эффективной теплопроводности
и термического сопротивления
Относительная погрешность определения эффективной теплопроводности и термического сопротивления по данному методу не превышает ±3 %, если испытание проведено в полном соответствии с требованиями настоящего стандарта.
ПРИЛОЖЕНИЕ А
(обязательное)
Требования к приборам для определения эффективной теплопроводности и термического сопротивления при стационарном тепловом режиме
А.1 Схемы прибора
Для измерения эффективной теплопроводности и термического сопротивления при стационарном тепловом режиме применяют приборы:
- собранные по асимметричной схеме, оснащенные одним тепломером, который расположен между испытываемым образцом и холодной плитой прибора или между образцом и горячей плитой прибора (рисунок А.1);
- собранные по симметричной схеме, оснащенные двумя тепломерами, один из которых расположен между испытываемым образцом и холодной плитой прибора, а второй — между образцом и горячей плитой прибора (рисунок А.2);
- прибор, в котором плотность теплового потока, проходящего через испытываемый образец, определяют путем измерения электрической мощности, подаваемой на нагреватель зоны измерения горячей плиты прибора (прибор с горячей охранной зоной) (рисунок А.3).
.jpg)
1 — холодильник; 2 — испытываемые образцы; 3 — плиты нагревателя зоны измерения;
4 — обмотка нагревателя зоны измерения; 5 — плиты нагревателя охранной зоны;
6 — обмотка нагревателя охранной зоны
Рисунок А.3 — Схема прибора с горячей охранной зоной
А.2 Нагреватель и холодильник
А.2.1 Плиты нагревателя или холодильника могут иметь форму квадрата, сторона которого должна быть не менее 250 мм, или круга, диаметр которого должен быть не менее 250 мм.
А.2.2 Рабочие поверхности плит нагревателя и холодильника должны быть изготовлены из металла. Отклонение от плоскостности рабочих поверхностей должно быть не более 0,025 % их максимального линейного размера.
А.2.3 Относительная полусферическая излучательная способность рабочих поверхностей плит нагревателя и холодильника, соприкасающихся с испытываемым образцом, должна быть более 0,8 при тех температурах, которые эти поверхности имеют в процессе испытания.
А.3 Тепломер
А.3.1 Размеры рабочих поверхностей тепломера должны быть равны размерам рабочих поверхностей плит нагревателя и холодильника.
А. 3.2 Относительная полусферическая излучательная способность лицевой грани тепломера, соприкасающейся с испытываемым образцом, должна быть более 0,8 при тех температурах, которые эта грань имеет в процессе испытания.
А. 3.3 Зона измерения тепломера должна быть расположена в центральной части его лицевой грани. Ее площадь должна составлять не менее 10 % и не более 40 % всей площади лицевой грани.
А.3.4 Диаметр термопарных проводов, применяемых при изготовлении термоэлектрической батареи тепломера, должен быть не более 0,2 мм.
А.4 Датчики температуры
Число датчиков температуры на каждой рабочей поверхности плит нагревателя или холодильника и лицевой грани тепломера, соприкасающейся с испытываемым образцом, должно быть равно целой части числа 10ÖА и быть не менее двух. Диаметр проводов, подходящих к этим датчикам, должен быть не более 0,6 мм.
А.5 Электрическая измерительная система
Электрическая измерительная система должна обеспечивать измерение сигнала датчиков разности температур поверхностей с погрешностью не более 0,5 %, сигнала тепломера — с погрешностью не более 0,6 % или электрической мощности, подаваемой на нагреватель зоны измерения горячей плиты прибора, — с погрешностью не более 0,2 %.
Суммарная погрешность измерения разности температур поверхностей плит прибора и тепломера, соприкасающихся с лицевыми гранями испытываемого образца не должна быть более 1 %. Суммарная погрешность — сумма погрешностей, возникающих вследствие искажения температурного поля около датчиков температуры, изменения характеристик этих датчиков под воздействием внешних условий и погрешности, вносимой электрической измерительной системой.
А.6 Устройство для измерения толщины испытываемого образца
Прибор должен быть оснащен устройством, позволяющим измерить толщину образца в процессе его испытания штангенциркулем с погрешностью не более 0,5 %.
А.7 Каркас прибора
Прибор должен быть оснащен каркасом, позволяющим сохранять различную ориентацию в пространстве блока прибора, содержащего испытываемый образец.
А.8 Устройство для фиксации испытываемого образца
Прибор должен быть оснащен устройством, которое или создает постоянное заданное давление на помещенный в прибор испытываемый образец, или поддерживает постоянную величину зазора между рабочими поверхностями плит прибора.
Максимальное давление, создаваемое этим устройством на испытываемый образец, должно быть 2,5 кПа, минимальное — 0,5 кПа, погрешность задания давления — не более 1,5 %.
А.9 Устройство для уменьшения боковых теплопотерь или теплопоступлений испытываемого образца
Боковые теплопотери или теплопоступления в процессе испытания должны быть ограничены посредством изоляции боковых граней испытываемого образца слоем теплоизоляционного материала, термическое сопротивление которого не менее термического сопротивления образца.
А. 10 Кожух прибора
Прибор должен быть оснащен кожухом, температура воздуха в котором поддерживается равной средней температуре испытываемого образца.
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
(обязательное)
Градуировка прибора, оснащенного тепломером
Б.1 Общие требования
Градуировку прибора, оснащенного тепломером, следует проводить при помощи трех аттестованных в установленном порядке стандартных образцов термического сопротивления, изготовленных соответственно из оптического кварцевого стекла, органического стекла и пенопласта или стекловолокна.
Размеры стандартных образцов должны быть равны размерам образца, подлежащего испытанию. В процессе градуировки прибора температура лицевых граней стандартных образцов должна быть соответственно равна тем температурам, которые в процессе испытания будут иметь лицевые грани испытываемого образца.
Весь диапазон значений термического сопротивления, которые могут быть измерены на приборе, следует разделить на два поддиапазона:
нижней границей первого поддиапазона является минимальное значение термического сопротивления, которое может быть измерено на данном приборе; верхней границей — значение термического сопротивления стандартного образца, изготовленного из органического стекла и имеющего толщину, равную толщине образца, подлежащего испытанию;
нижней границей второго поддиапазона является верхняя граница первого поддиапазона; верхней границей — максимальное значение термического сопротивления, которое может быть измерено на данном приборе.
Б.2 Градуировка прибора, собранного по асимметричной схеме
До начала градуировки следует оценить численное значение термического сопротивления подлежащего испытанию образца по известным справочным данным и определить, какому поддиапазону это значение принадлежит. Градуировку тепломера проводят только в этом поддиапазоне.
Если термическое сопротивление подлежащего испытанию образца относится к первому поддиапазону, градуировку тепломера
проводят при помощи стандартных образцов, изготовленных из оптического кварцевого и органического стекла. Если термическое сопротивление образца относится ко второму поддиапазону, градуировку проводят при помощи стандартных образцов, изготовленных из органического стекла и теплоизоляционного материала.
Помещают в прибор первый стандартный образец с меньшим термическим сопротивлением RS1, измеряют разность температур DT1 его лицевых граней и выходной сигнал тепломера е1 по методике, описанной в разделе 7. Затем в прибор помещают второй стандартный образец с большим термическим сопротивлением RS2, измеряют разность температур DT2 его лицевых граней и выходной сигнал тепломера е2 по этой же методике. По результатам этих измерений вычисляют градуировочные коэффициенты f1 и f2 тепломера по формулам:
Значение градуировочного коэффициента тепломера fu, соответствующее значению теплового потока, протекающего через испытываемый образец после установления стационарного теплового потока, определяют путем линейной интерполяции по формуле
.jpg)
(Б.3)
Б.З Градуировка прибора, собранного по симметричной схеме
Методика определения градуировочного коэффициента каждого тепломера прибора, собранного по симметричной схеме, аналогична методике определения градуировочного коэффициента тепломера, описанной в Б.2.
Б.4 Периодичность градуировки прибора
Градуировка прибора должна быть проведена в течение 24 ч, предшествующих испытанию или последующих за испытанием.
Если согласно результатам градуировок, проводимых в течение 3 мес., изменение градуировочного коэффициента тепломера не превышает ± 1 %, этот прибор можно градуировать один раз в 15 дней. В этом случае результаты испытания могут быть переданы заказчику только после проведения градуировки, последующей за испытанием, и если величина градуировочного коэффициента, определенного по результатам последующей градуировки, отличается от величины коэффициента, определенного по результатам предыдущей градуировки, не более чем на ± 1 %.
Градуировочный коэффициент, используемый при вычислении теплофизических показателей испытываемого образца, определяют как среднеарифметическое значение двух указанных величин этого коэффициента.
Если отличие величины градуировочного коэффициента превышает ± 1 %, результаты всех испытаний, выполненных в промежутке времени между этими двумя градуировками, считают недействительными, и испытания должны быть проведены повторно.
ПРИЛОЖЕНИЕ В
Библиография
[1] ИСО 7345:1987 Теплоизоляция. Физические величины и определения
[2] ИСО 9251:1987 Теплоизоляция. Режимы переноса тепла и свойства материалов
[3] ИСО 8301:1991 Теплоизоляция. Определение термического сопротивления и связанных с ним теплофизических показателей при стационарном тепловом режиме. Прибор, оснащенный тепломером
[4] ИСО 8302:1991 Теплоизоляция. Определение термического сопротивления и связанных с ним теплофизических показателей. Прибор с горячей охранной зоной
Ключевые слова: термическое сопротивление, эффективная теплопроводность, стандартный образец
Содержание
Введение
1 Область применения
2 Нормативные ссылки
3 Определения и обозначения
4 Общие положения
5 Средства измерения
6 Подготовка к испытанию
7 Проведение испытания
8 Обработка результатов испытания
9 Протокол испытания
10 Погрешность определения эффективной теплопроводности и термического сопротивления
Приложение А Требования к приборам для определения эффективной теплопроводности и термического сопротивления при стационарном тепловом режиме
Приложение Б Градуировка прибора, оснащенного тепломером
Приложение В Библиография
Источник информации:
.jpg)
.jpg)
.jpg)
