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使得辐射到计量箱壁战试件上的热量减至最小

时间: 2019-10-10

ICS 91 .120. 10Q 25 中 华 人 平易近 共 和 国 国 家 标 准 GB/T 13475-2008/ISO 8990:1994(E) 取代GB/T 13475-1992 绝热 稳态传热性质的测定 标定和防护热箱法 Thermal insulation-Determination of steady-state thermal transmission Properties-Calibrated and guard hot box (ISO 8990:1994(E),IDT) 2008-06-30发布 2009-04-01实施 中华人平易近国国度质量监视查验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布 GB/T 13475-2008 目 次 媒介 ········,···············································,··················?? 工ISO媒介 ····································································?? I引言 ·································,·············,···························?? 11 概述 ········1···············,·,···············································?? 11. 1 范畴 ········································································?? 11.2 规范性援用文件 ··························································.···?? 11. 3 术语和定义 ······························································.···?? 11.4 符号和单元 ································,·····················??。···??。.? 11. 5 道理 ····························································。···········?? 21. 6 局限性取误差源 ····································,··················.······.?? 32 安拆设备 ····································································?? 62. 1 概述 ······································································?? 62. 2 设想要求 ·········,··························································?? 62. 3 计量箱 ······························。····································?? 72.4 防护箱 ····················································,················?? 82. 5 试件框架 ··················,············································.··?? 82. 6 冷箱 ·····,······························································,···?? 82. 7 温度丈量 ··································································?? 82. 8 丈量仪器 ····································,·······························?? 92. 9 机能评价和标定 ···················································.····..···...·?? 93 丈量步调·····································································?? 103. 1 概述···············································,·····················?? 103.2 试件的形态调理·······················································.....?? 103. 3 试件的选择取安拆·······························,··············..···...·......?? 103.4 测试前提································································,?? 113. 5 丈量周期·····························································,·····?? 113. 6 计较·····································································?? 113. 7 检测演讲··································································?? 11附录A(规范性附录) 概况换热及温度··········································一 13A.1 温度 ································································?? 13A. 2 温度的计较 ·················································.···.···...?? 13附录B(材料性附录) 参考文献 ··············································、··?? 16附录NA(材料性附录) 弥补申明 ·················································?? 17 GB/T 13475-2008 flIJ 青 本尺度等同采用ISO 8990:1994(E)《绝热一稳态传热性质的测定一标定和防护热箱法》。本尺度取代GB/T 13475-1992《建建构件稳态热传送性质的测定 标定和防护热箱法》。本尺度取GB/T 13475-1992比拟次要变化如下:— 尺度标题问题做了文字点窜;— 第2章规范性援用文件做了点窜;— 添加结局限性和误差源的相关(见1. 6);— 添加了安拆设想要求的相关(见第2章);— 添加了设备概况温度的相关(见第2章);— 均衡热电堆的输出功率、加热器及电扇等的输人功率的丈量精确度做了修订(1992年版本的 5. 7;本版本的2. 8);— 安拆机能评价和标定的相关做了修订和弥补(见2. 9);— 修订了试件形态调理的相关(1992年版本的6. 1;本版本的3. 2);— 删除了原尺度中的附录B、附录C和附录D(见1992年版本的附录B、附录C和附录D);— 添加了附录B参考文献;— 添加了附录NA,本尺度的附录A为规范性附录,附录B和附录NA为材料性附录。请留意本尺度的某些内容有可能涉及专利,本尺度的发布机构不该承担识别这些专利的义务。本尺度由中国建建材料结合会提出。本尺度由全国绝热材料尺度化手艺委员会(SAC/TC 191)归口。本尺度担任草拟单元:南京玻璃纤维研究设想院。本尺度次要草拟人:王佳庆、曹声.、陈尚、王熙艳、孙文兵。本尺度所替代尺度的历次版本发布环境为:- GB/T 13475一1992。 GB/T 13475-2008 ISO媒介 国际尺度化组织(ISO)是由尺度化集体(ISO集体)构成的世界性的结合会。制定国际尺度的工做凡是由ISO手艺委员会完成,各集体若对某手艺委员会确定的工做范畴感乐趣,均有权加入该委员会的工做。ISO连结联系的际组织(或非的)也可加入相关工做。正在电工手艺尺度化方面,ISO取国际电工委员会(IEC)连结密符合做关系。 由手艺委员会通过的国际尺度草案提交各集体表决,需取得至多75%加入表决的集体的同意,才能做为国际尺度正式发布。 国际尺度ISO 8990是由ISO/TC 163绝热材料手艺委员会/Sc 1试验和丈量方式分委员会制定。 附录A是本国际尺度的完整构成部门。附录B仅做为材料。 GB/T 13475-2008 日! 雀.J I F=l 良多场所需要绝热材料和绝热布局传热性质的数据,包罗判断能否合适规程和规范、设想指点、材料和建建物机能研究以及模仿试验的验证。 很多绝热材料和系统的传热都是传导、对流和辐射的复杂组合。本国际尺度中的方式描述了丈量正在给定温差下,从试件一边传送至另一边的总热量,不合错误应于零丁的传热模式,因而测试成果可以或许用于需要如许热性质的场所。然而,传热性质经常取试件本身及鸿沟前提、试件的尺寸、传热标的目的、温度、温差、气流速度以及相对湿度相关。因而,试验前提必需沉现预期的现实使用中的前提,或者评定正在试验前提下测定的成果能否具成心义。 还该当记住,只要试件的稳态传热性质的测定和传热特征的计较或注释能代表产物或系统的现实机能,才能认为测定的性质对表征材料、产物或系统的特征是有用的。 此外,只要来自多个样本的多个试件的一系列丈量成果具有脚够的沉现性,那么测定的性质才能代表材料、产物或系统的特征。 ‘防护或标定热箱法的设想和操做是一个复杂的使命。安拆的设想者和利用人员必需具有完整的传热布景学问及细密丈量手艺的经验。 世界上有很多合适国度尺度的标定取防护热箱安拆的设想。持续的研究和成长不竭对配备和丈量手艺进行着改良。被测的布局可能有很是大的变化,对试验前提的要求也会大不不异,所以不需要地丈量方式和将所有的丈量都正在单一的安拆都是不合错误的。因而指定一个特定的设想或尺寸的安拆是不现实的。 GB/T 13475-2008 绝热 稳态传热性质的测定 标定和防护热箱法 概述 1., 范畴 本尺度了安拆的设想道理及测定建建构件和工业用的雷同构件的试验室稳态传热性质应满脚的最低要求。因为各类要求的变化(特别是尺寸方面),因而不克不及限制一个特殊设想的安拆和将操做前提正在较小的范畴。 本尺度给出了安拆,丈量手艺和必需演讲的数据的描述。 本尺度不合用于测定特殊构件,如窗,此时需要附加法式,本尺度不包罗这些法式。 本尺度也不考虑湿迁徙(或沉分布)对热流丈量的影响,但正在安拆的设想和操做时应予考虑,由于湿迁徙可能影响试验成果的精确度和切当性。 本尺度可丈量的热性质是传热系数和热阻,了两种可供选择的方式:标定热箱法和防护热箱法。这两种方式都合用于垂曲试件(如墙体)以及程度试件(如天花板和楼板)。安拆可以或许脚够的大,以便研究原尺寸的构件。 本尺度合用于正在试验室丈量大尺寸的非均质的试件。也合用于测定均质试件,这是进行标定和验证所必需的。 按照本尺度的方式丈量均质试件时,经验表白,凡是可以或许达到的精确度是士500。然而,对于每一个零丁安拆的精确度,应利用热传导的均质尺度试件,正在该安拆笼盖的丈量范畴内进行评定。对于非均质试件精确度的评定章更为复杂,而且还包含对特殊类型的被测的非均质试件中的热流机理阐发。这类阐发已超出本尺度的范畴。 本尺度不合用于试验过程中有穿过试件的传质现象的丈量。1.2 规范性援用文件 下列文件中的条目通过本尺度的援用而成为本尺度的条目。凡是注日期的援用文件,其随后所有的点窜单(不包罗勘误的内容)或修订版均不合用于本尺度,然而,激励按照本尺度告竣和谈的各方研究能否可利用这些文件的最新版本。凡是不注日期的援用文件,其最新版本合用于本尺度。 ISO 7345:1987 绝热材料— 物理量和定义1.3 术语和定义 ISO 7345:1987确定的以及下列术语和定义合用于本尺度。 1.3. 1 平均辐射温度 mean radiant temperature 试件“可见的”诸概况温度的恰当加权值,用于确定传到试件概况的辐射热流量(见附录A). 1.3.2 温度 environmental temperature 空气温度和辐射温度的加权值,用于确定试件概况的热流量(见附录A),1.4 符号和单元 本尺度所用符号及其单元如下: 1 GB/T 13475-2008 i 内部,凡是为热侧 e 外部,凡是为冷侧 s 概况 n A 导热系数 [W/(m·K)〕 R 热阻 [(m2·K)/W] U 传热系数 [W/(m2·K)] h 概况换热系数 「W/(m2·K)] 0 热流量 [W] Op 加热或冷却的总输人功率 [W] (Ibl 通过试件的热流量 〔W] 0: 平行于试件的不均衡热流量 [W] 03 通过计量箱壁的热流量 「W] q); 迁回热损,绕过试件侧面的热流量 「W] 05 周边热损,正在试件鸿沟平行于试件的热流量 〔w] A 垂曲于热流的面积 [m2] 4 热流密度 仁W/m2] d 试件厚度 [ml T. 空气温度 「K] T= 平均辐射温度 [K] T. 温度 [K] T, 概况温度 「K] R=A(T,;一T./Cpl R,=1/h R,;=A(Tm一T?) /,P1 R,.二A(T,.一T.010, R,=1/U U=Y+1/A(Tm一T-) 1?1=OP-03-(P2〔对于防护热箱] 01= 一03一04 〔对于标定热箱〕 注1:虽然对于欠亨明、均质的、板状试件能用A=d/R。关系式获得导热系数,但本方式不间接丈量导热系数。1.5 道理1.5.1 概述 两品种型的安拆,防护热箱(GHB)和标定热箱(CHB),都企图仿照凡是的试件两边为平均温度的流体(凡是是大气)的鸿沟前提。 将试件放置正在已知温度的热室取冷室之间,正在不变形态下丈量空气温度和概况温度以及输人热室的功率。由这些丈量数值计较出试件的传热性质。 试件概况的热互换由对流和辐射构成。前者取决于空气温度和气流速度,后者取决于试件概况和试件“可见的”概况的温度和总半球辐射率。对传播热和辐射传热的感化归并成“温度”和概况传热系数的概念。 传热系数是用两侧温度定义的,因而要求有适合的丈量温度方式来确定温度。正在测试低热阻的试件时,概况换热系数常主要的,此时概况换热系数是总热阻的主要构成部门。测试中或高热阻的试件时,若是试件两侧的空气温度和辐射温度的温差都小到满脚精确度的要求,正在试验时也能够 GB/T 13475-2008 只记实空气温度。 做为特殊的环境,正在热箱中接近试件热面有一个辐射板做为热源。这种环境下,传送至试件概况的热量中,将以辐射成分为从。这种带辐射板的方式能够用于丈量试件的热阻,但不适合间接丈量正在常规概况换热系数下的传热系数。1.5.2 防护热箱法 正在防护热箱法中(见图1),计量箱被防护箱环绕,节制防护箱的温度,使试件内不均衡热流量(D:和流过计量箱壁的热流量453减至最小。抱负形态是安拆内安拆一个均质试件,计量箱内部取外部的温度平均分歧,并且冷侧温度和概况换热系数是平均分歧时,那么计量箱内、外空气温度的均衡将意味正在试件概况上温度均衡,反之亦然,即 f?2 = 03 =0。穿过试件的总热流量将等于输人计量箱的热量。 现实上,对于每个安拆和试验中的试件,确定不均衡时都有局限(不均衡分辩力,见).1.5.3 标定热箱法 标定热箱法的安拆(见图2)置于一个温度遭到节制的空间内,该空间的温度可取计量箱内部的温度分歧。采用高热阻的箱壁使得流过箱壁的热丧失03较低。输人的总功率(15p应按照箱壁热流量(153和侧面曲折热损中、进行批改。图3绘出试件、试件框架及相邻接的热侧和冷侧箱体的迁回热流的径。用测试已知热阻的标定试件来确定箱壁丧失及曲折丧失的批改值。为标定迁回丧失,标定试件应取被测试件具有不异的厚度、热阻范畴和预定利用的温度范畴。1.6 局限性取误差源 欲达到某个要求的精确度,安拆的利用遭到很多取配备设想、标定、操做和试件性质(例如厚度,热阻和均质性)等相关要素的。1.6.1 由安拆惹起的局限性及误差 计量箱 冷箱 试件 防护箱 图 1 防护热箱 GB/T 13475-2008 计量箱 冷箱 试件 图2 标定热箱一公交t- 全-AN川,”州,一」} 逐个逐个逐个 等温线 试件和框架中热流径 防护热箱中不均衡鉴定的局限 现实上,即便是均质试件,局部的概况换热系数也是不服均的,特别是接近计量箱的鸿沟。因此,接近计量箱周边的内部和外部,无论是试件概况温度仍是空气温度都是不服均的。有两种后果: a) 穿过试件的侧向热流Yip取穿过计量箱壁的热流CD3不成能同时都削减到。; b) 接近计量箱部位的试件概况温度和空气温度的不服均性,别离确定各自的最佳的不均衡 鉴定。 为获得上述a)条中所述的最佳热流均衡,该当通过安拆的设想和操做(如:安拆的几何外形、防护空气的空间、空气的流速),使03不跨越吞 的10肠。 试件的非均质性将添加局部概况换热系数及试件概况温度的不服均性。应评估穿过计量箱壁和试件内的不均衡热流,需要时进行批改。为此,计量箱壁应具备热流计感化。别的,正在试件概况安拆穿越计量区域周边的热电堆。正在日常试验中,不均衡检测可以或许用标定和计较简化。 GB/T 13475-2008 计A区域的尺寸 计量区域的定义是: a) 对于防护热箱法,当试件厚度大于或等于鼻锥的宽度时,为鼻锥核心到鼻锥核心的区域,若是 试件厚度比鼻锥宽度薄,为鼻锥周边内部的区域; b) 对于标定热箱法,就是计量箱周边内部的区域。 计量区域的尺寸决定试件的最大厚度。对于防护热箱法来说,计量区域尺寸取试件厚度之比和防护区域宽度取试件厚度之比,受取防护热板法雷同的道理所节制。 试件的尺寸还建建物的有代表性的部门试验的可能性。因此,正在注释成果时形成误差和坚苦。 热箱法试验的丈量误差是部门反比例于计量区域周边的长度。跟着计量区域的增大,其相对影响减小。正在防护热箱中,计量区域的最小尺寸是试件厚度的3倍或者1mXlm,取其大者。 标定热箱法的试件最小尺寸是1.5 mX1.5 M. 防护热箱周边误差是沿试件概况的热流量0a、它是由计量区和防护区之间的不均衡、或者非均质性所形成。标定热箱的周边误差是因为曲折热损04形成的,它包罗试件边缘热流量的扭曲。 最小输入功率 输人到计量箱的总功率45p包罗输人到加热器、风扇、传感器、施行元件等的功率。此中某些功率不成能减小到零,因此确定了必需通过试件的最小热流。通过冷却热箱能够降低其数值,但这将惹人更多的取丈量冷却流量的精确度相关的不确定度。 最小功率也遭到包罗 D?3正在内的计量箱总输人功率的不确定度的。 上述所有要素设定了比值(只i- T,.) IR。的低限。1.6. 1.4 最大输入功率 要求的温度平均性和概况换热系数了最大输人功率。为维持空气温度的高度平均,大热流量就意味着大的空气流流过试件的概况,这将影响概况的传热机理。防护热箱法中,正在降低试件热阻的环境下,为获得给定的精确度,严酷要求计量和防护箱内对流和辐射传热是等值的。1.6.2 由试件导致的局限性和误差 试件厚度和热阻 对于给定的安拆设想,试件厚度受试件的性质和鸿沟前提的。厚度上限受边缘热损05或者侧面曲折热损04的影响,虽然这些热损跟着试件厚度的添加而降低,但取Y1和降低丈量精确度比拟,它们显得更主要。 试件非均质性 大大都建建和工业构件的试件都均质的。试件的非均质性将会影响热流密度的模式,它既不是一维的、也不是平均的。试件厚度的变化也会惹起试件热流密度模式严沉的局部变化。这些对温度和局部传热系数方面的影响是不分歧的,这使得以下问题变得更坚苦或者以至不成能: a) 确定概况的平均温度; b) 正在防护热箱安拆中不均衡的检测; c) 计量面积简直定; d) 对于给定的非均质试件的丈量成果的误差阐发。 特殊的例子包罗: a) 高导热系数的饰面层。这将构成不均衡热流45:和迁回热损04的低热阻通。沿着计量箱周 边切开饰面层能有所帮帮。当各层是均质的,可选用防护热板法或热流计法零丁丈量每一层 材料来处理。 b) 程度和垂曲布局件,如龙骨,他们的影响大大都环境是对称的。 c) 试件由分歧材料制成的部门。分歧的材料两侧的温差是分歧的。正在两种材料交壤处存正在热 流。当交壤处不是远离计量箱周边时,这意味着温度的不服均性,它既影响了不均衡的检测, 5 GB/T 13475-2008 也影响计量面积简直定性。局部概况换热系数也遭到了非均质的影响。 d) 试件内存正在浮泛时,试件内存正在的天然对流能形成不成知的不均衡热流量02。该当评估安拆 隔板的结果。 不成能为所有类型的间题供给一种间接的处理方案。操做者应充实认识犯警则的影响。 若是试件存正在庞大的非均质性,揣度非均质性的主要性和影响有帮于预测试件的热质量。若是试件的预测热质量和丈量值之间存正在无释的庞大差别,至多应正在存正在差别的处所细心查抄试件,辨别试件的现实尺寸、大小和材质等取的任何差别。应演讲任何取原有规格不分歧的非纪律性。 试件含MA 正在测试过程中的湿迁徙对测试成果有很大影响。不成能一个尺度的试验前的形态调理方式。做为最低要求,该当报态调理的方式。对于大都试件,若是不把测试切确度降低到一个不成接管的程度,凡是不成能把温差减小到使湿迁徙慢到能够视为稳态传质的环境。该当认识到不只通过试件的湿迁徙会影响成果,并且试件内的湿气沉分布和相变也城市影响成果。 温度相关性 试件热阻和传热系数凡是是穿过试件本身的温差的函数。正在演讲和注释测试成果时招考虑这个要素。 2 安拆设备 2. 1 概述 如1. 1中提到的,一个安拆的设想细节是不现实的,因而,本章只给出了必需遵照的要求以及必需考虑的内容。 图1和图2显示的是被测试件的典型安插型式和安拆的次要构成部门;图4及图5显示的是可供选择的安插型式。也能够利用可完成不异目标的其他安插。图1中箱壁和图2中框架对通过试件的传热的影响取决于箱壁或框架的外形和材质、试件的厚度和热阻、以及温差和空气速度等试验前提。安拆的设想和构制该当适合于被测试件的预期类型和预期的试验前提。2.2 设想要求 安拆的尺寸应取预期的用处相婚配,须考虑以下要素: — 计量面积必需脚够大,使试验面积具有代表性。对于有模数的构件,计量面积应切确地为模数 的整倍数; — 因为正在计量区域的边缘不克不及维持一维热流,因而计量面积取计量区域的周长之比对两种型式 热箱的测试精确度城市有影响。这些正在计量区域边缘的误差热流做为计量热流的一部门而被 丈量,而且它将跟着计量面积的削减而添加; — 防护热箱中,因为概况系数和计量区域外围附近的空气温度的不服均性导致不均衡热流(PZ ; — 防护热箱中,相当数量的热量通过计量箱的鼻锥进入试件。鼻锥的密封材料的无限厚度导致 了偏离一维热流; — 边缘绝热材料和边缘的鸿沟前提城市影响防护热箱的周边热损05,正在标定热箱中,则影响迁 回热损04 0 因为试件正在接近计量区域边缘的非均质性,使所有这些问题变得更为复杂。 总的来说,计量箱的尺寸决定了安拆其他构成部门的最小尺寸。计量箱的深度不该跨越连结预期的鸿沟前提(要求的鸿沟层厚度等)和安插设备所需要的尺寸。 所有取试件概况进行热辐射互换的概况的辐射率能够是高的也能够是低的。大大都建建和工业部件的典型的现实使用环境是高辐射率(0. 8或更高)。 6 GB/T 13475-2008牛 图 4 图 5 低辐射率需要一个更大的对流成分,例如更高的气流速度,以达到常规的概况换热系数。这使概况系数分布形态发生本色性的改变,它能供给更好的温度平均性,可是这种环境能发生一种完全分歧于实正在用处的虚假热质量。特别是它不适合于具有透气性概况的试件。2. 3 计It箱2.3. 1箱壁布局 选择箱壁的绝热材料时,招考虑预期的试件热阻和温差范畴,以计量箱的热丧失误差对试件热流测定的影响不跨越。.5%。箱壁该当是热平均体,有帮于箱体内达到平均的温度,便于用热电堆或其他热传播感器丈量流过箱壁的热流量。 此外,因为热源(如发烧器、风扇等等)取箱壁存正在局部辐射互换,因而它们会影响箱体内侧的温度平均性。 箱壁能够用合适的绝热材料的板制成,好比,两头为泡沫塑料并有恰当饰面层的夹心板。 箱壁、周边密封条和试件应构成一个空气和水一水蒸气密封的箱体,以避免空气和湿气的传送形成误差。 防护热箱安拆中,计量箱应紧贴试件以构成一个气密性的毗连。鼻锥密封垫的宽度不该跨越计量宽度的2%或20 mm,2.3.2 供热和空气轮回 供热和空气轮回应满脚平行于试件概况的气流的横向温度差不跨越热、冷侧空气温差的200。均质试件正在鸿沟层外丈量的沿着气流标的目的的空气温度梯度不得跨越2 K/mo 凡是最适合的是电阻加热器。热源该当用绝热反射罩屏障,使得辐射到计量箱壁和试件上的热量减至最小。 采用对流时,正在计量箱中设置平行于试件概况的导流屏。导流屏应取计量箱内面同宽,而上下端有空地以便空气轮回。导流屏正在垂曲其概况的标的目的上能够挪动,以调理平行于试件概况的空气速度。采用天然对流时,为屏障试件概况免受加热器的辐射传热,也可能需要导流屏。 2. 2中相关概况辐射率的考虑,也合用于导流屏。 正在垂曲丈量时,天然对流所构成的轮回应能达到所需的温度平均性和概况换热系数。当天然对流惹起空气挪动时,试件同导流屏之间的距离应弘远于鸿沟层的厚度,或者不消导流屏。当天然对流轮回不克不及满脚所要求的前提时,应安拆轮回电扇。当电扇电动机安拆正在计量箱内时,必需丈量电动机耗损的功率并加到加热器耗损的功率上。若是只要风叶正在计量箱内,应精确丈量轴功率并加到加热器耗损的功率上。丈量的精确度应达到试件热流量丈量误差小于0.500, 7 GB/T 13475-2008 2.4 防护箱 正在防护热箱里,计量箱位于防护箱的内部。防护箱的感化是正在计量箱四周成立恰当的空气温度和概况换热系数,使流过计量箱壁的热流 y?3及试件概况从计量区到防护区的不均衡热流c:最小。 计量面积大小、防护面积大小和边缘绝热材料之间的关系应满脚:当测试最大预期热阻和厚度的均质试件时,由周边热损0。惹起的正在试件热流量的误差该当小于计量热流叭的。.5%. ISO 8302有定量计较这个误差的法式。 防护箱内壁的辐射率、加热器屏障和温度不变性等要求准绳上取计量箱不异。温度平均性应满脚不均衡误差小于通过试件计量区的热流的0. 5%的要求。 为避免防护箱中的空气停畅不动,凡是需要安拆轮回电扇。2.5 试件框架 标定热箱安拆中,因为侧面迁回热损,使得试件框架是一个主要的部件,为了测定的精确度,应将侧面迁回热损连结正在最小值。正在承载能力(即支承试件)取高热阻的之间有一个折衷法子,朝向试件的面应为低传热机能。 典型的防护热箱安拆中,不消试件框架,边缘绝热材料可将侧向热流减到最小。若是利用试件框架,应按2.4的要求,使侧向热流减到最小。2.6 冷箱 正在标定热箱安拆中,冷箱的尺寸取决于计量箱的尺寸;正在防护热箱安拆中,冷箱的尺寸取决于防护箱的尺寸。可采用如图1,图2,图4和图5所示的安插。 箱壁的构制应削减制冷设备的载荷并防止结露。箱体的内概况的辐射应取要求的辐射换热分歧。关于辐射率、加热器的热辐射屏障、温度不变性和温度平均性的要求准绳上取计量箱不异。 制冷系统蒸发器的出口处经常设置电阻加热器,以切确调理冷箱温度。好像计量箱一节提到的,为使箱内空气平均分布,可设置导流屏。气流标的目的取天然对流标的目的不异。电机、电扇、蒸发器和加热器应进行辐射屏障。 空气速度应能够调理,以满脚测试需要的概况换热系数,并应丈量流速。对于建建构件正在模仿天然前提时,风速一般为。.1 m/s-10 m/s,2.7 温度测A 若是可能,丈量空气温度和试件概况温度的温度传感器该当尽量平均分布正在试件的计量区域上,而且热侧和冷侧互相对应安插。 丈量所有取试件进行辐射换热的设备的概况温度,以便计较平均辐射温度。 除非曾经晓得温度分布,不然用于丈量空气温度和概况温度的传感器数量应至多为每平方米2个,而且不得少于9支。 为提高精确度,可用示差接法丈量试件两侧的空气温差、概况的温差和计量箱壁两侧概况的温差。2.7. 1 试件概况的温度测It 试件概况温度的丈量应采用挑选过的传感器,传感器安拆到概况的方式应不改变测试点的温度。 下述方式可以或许满脚要求:采用线 mm的热电偶,用粘结剂或胶带将热电偶的接点及至多100 mm长的热电偶丝固定正在被测概况(最佳的等温路子),构成优良的热接触,粘结剂或胶带的辐射率应接近被测概况的辐射率。 概况换热系数应尽可能接近最终利用前提。通过正在类似的中测试均质试件,能够获得概况换热系数的材料。正在所无情况下注释成果时都应出格小心。 对于非均质试件。指定的温度传感器数量将不克不及测得靠得住的平均概况温度。对于中度非均质试件,每一个温度变化区域都应放置辅帮的传感器。试件的概况平均温度是每个区域的概况平均温度的面积加权平均值。 8 GB/T 13475-2008 这种方式不成用于很不均质的试件。这种环境下,不克不及测定试件的热阻R,,只能测定通过由试件两侧的温差定义的传热系数U。 的比力非均质和很是不均质试件的指南是:由非均质性导致的概况温度的局部差别跨越概况到概况平均温差的20%时,应做为显著非均质的。2.7.2 空气温度9411 空气温度应由具有恰当的时间的系统来丈量。空气温度传感器应进行辐射屏障,除非显示出屏障和不屏障之间的不同很小,可以或许满脚精确度的要求。 正在天然对流环境下,温度传感器该当置于鸿沟层的外面。大大都环境鸿沟层厚度为几厘米。紊流环境下鸿沟层的厚度可能超出0. 1 M. 对流时,试件取导流屏之间应有完全扩展的紊流。应设置温度传感器丈量空气的容积空气温度(绝热棍合温度)。2.7.3 热电堆 用于流过计量箱壁热流量的热电堆接点的安拆要求,取概况温度传感器的要求不异。假设穿过箱壁的热流率密度是平均的,箱壁面积每0. 25 m“至多要有一对热接点。因为取箱壁的局部辐射换热,箱内的加热器、风扇等会影响平均性,因而为获得需要的精确度要利用更大都量的热接点。 正在防护热箱法中,用于监测正在计量区域和防护区域之间试件概况的不均衡热流0z的热电堆的要求同上,数量为沿计量区边缘长度每。.5 m至多安拆一对热接点。 均衡传感器的最佳是一个很是主要的问题。因为计量箱鼻锥的存正在形成沿着计量区边缘的概况温度不服均,因而传感器不克不及离鼻锥太近。由于侧面迁回热损会导致正在防护区域的试件概况温度的不服均性,传感器也不克不及离鼻锥太远。概况热互换系数的局部不服均性也会导致额外的一些问题。该当认识到非平均性对热电堆读数的靠得住性有着很是严沉的影响。2.7.4 设备概况温度 设备内概况温度应按前述试件概况温度的测定方式进行测定。2.7.5 温度节制 稳态时,至多正在两个持续的丈量周期内,计量箱内温度的随机波动和持久漂移应小于试件两侧空气温差的士loo。上述要求次要用于计量箱的温度,准绳上亦合用于防护箱和冷箱温度。别的,防护箱的温度节制系统惹起的附加不均衡热流量误差应小于中1的0.5%a2. 8 测f仪器 温差丈量的精确度应是试件冷、热箱两侧空气温差的士1%,由丈量仪表添加的不确定性不大于0.05 K。绝对温度的丈量精确度为两侧空气温差的士5%o 均衡热电堆的输出功率、加热器及电扇等的输人功率的丈量精确度,应满脚因为丈量仪表的精确度惹起的试件热流量0,的附加丈量误差小于1.500(参看正在2. 3. 2结尾相关电扇功率的测试要求)。2.9 机能评价和标定2.9.1机能初步查抄 安拆安拆完成后,要进行初步查抄以满脚设想的要求。这一查抄应正在具有预期热阻范畴的已知是均质的试件长进行。 初步查抄应包罗温度的平均性和不变性、热面和冰脸的空气速度及概况换热系数、不均衡对精确度的影响,以及(适应时)边缘。2.9.2 辛卜充测A 穿过部门试件或设备的局部热流能用热流计测定。做为设备一部门的材料的导热系数能用防护热板或雷同的方式测定。 红外线扫描系统能用来定位热桥和空气泄露,也能够找出概况温度测试点的合适。建好空气轮回系统后,应进行一个横穿气幕(气流的鸿沟层)的速度扫描,以验证构成了平均的气幕。 9 GB/T 13475-2008 2.9.3 标定2.9.3. 1 验证用试件 设备的机能使用笼盖预期热阻利用范畴的已知热阻的均质试件来验证。试件可用高密度矿物纤维板或老化的泡沫塑料制成,它们已用防护热板安拆进行过测定。板之间的接缝不该构成热桥。试件的两个面该当有空气和湿气渗入的面层。 计A箱壁的标定 正在防护热箱和标定热箱安拆中,计量箱壁都应加以标定。标定的目标是按照计量箱壁的热流量03批改输人到计量箱的d5p值。正在防护热箱安拆中,标定会受02的影响;而正在标定热箱安拆中,会受c4的影响。 用已知均质试件以分歧的计量箱壁的温差进行稳态测定,绘出计量箱壁热电堆输出值取中:的曲线或方程。当温差只要几度时(一般试验的极端环境),这个关系可假定为线性关系。细致的法式,拜见参考文献〔12〕和〔13], 侧面迁回热损的标定 对于给定的设备,侧面迁回热损04大体上是试件厚度、试件热阻和框架布局的函数。用已知均质试件正在稳态下试验,获得侧面曲折热损的标定系数。由于侧面曲折热损取试件厚度为非线性关系,标定试件的厚度应笼盖预期利用的厚度范畴。若是试件的单元厚度的热阻值变化很大,标定过程应反复进行以笼盖预期利用的Rid范畴。 做为选择,能够利用适合的计较法式,例如无限元法或无限差分法,评估侧面曲折热损。可是,这些法式应通过一些标定试验来验证。 因为测面迁回热损取安拆热、冷侧的温差及安拆取所置房间的温差相关,标定试验应笼盖安拆预期利用的温度前提的范畴。 3 测A步调 3. 1 概述 测试人员有需要熟悉前面章节的内容。因为测试目标多样 ,因而测试法式也成心较为归纳综合。 对于特殊试件,该当确定测试方式能否合用的,能否其他方式更好,例如防护热板法,热流计法,或是计较。按照对试件的查抄和阐发,试验性地评估其热机能值的可能范畴。也该当评估可获得的切确度,而且可获得的切确度该当取试验的目标相关系。3.2 试件的形态调理 对热流遭到湿气影响的试件,应记实形态调理环境。当成心义的时候,应记实试件正在测试前后的质量,或者应正在试验前后钻取芯样。3.3 试件的选择取安拆 试件应选用或制成有代表性的。对非均质试件应做如下考虑。对于防护热箱法,决定检测不均衡(空气到空气或空气到概况)的最切确的方式。当接近计量区域四周的概况温度很平均时,检测试件概况不均衡和评价流过箱体的热流中:是最切确的方案。当接近计量区四周呈现不服均性时,独一可能的处理方案是空气到空气的均衡,那么,不均衡热流45:则是一个未知的误差源。防护热箱法中,若有可能,应将热桥对称地安插正在计量区域和防护区域之间的分界线上,如许,热桥面积的一半正在计量箱内,另一半正在防护箱内。 若是试件是有模数的,计量箱的尺寸应是模数的恰当的倍数。计量箱的周边应同模数线外周沉合或正在模数线之间的两头。 若是不克不及满脚这些要求,只好将计量箱放正在分歧做多次试验,而且要很是隆重地考虑这些成果,若是合用,可辅以温度、热流的丈量和计较。 10 GB/T 13475-2008 标定热箱法中,招考虑试件边缘的热桥对侧面迁回传热的影响。就像提到的,可能有需要将计量箱放正在分歧做多次试验,正在这种环境下,标定热箱法意味着代表建建物分歧部门的分歧试件。 试件安拆时周边应密封,不让空气或湿分从边缘进入试件,也不从热的一侧传到冷的一侧,反之亦然。 试件边缘该当绝热,使05削减到合适精确度的要求。 招考虑能否需要密封试件的每个概况,以避免空气渗入进试件以及能否需要节制热侧的空气。 正在防护热箱法中,该当考虑试件中能否有要求用隔板将其分隔的持续空腔以及能否应正在计量箱周边将高导热系数的饰面堵截。 若是试件概况不服整,正在取计量箱周边密封接触的区域,可能需要用砂浆、嵌缝材料或其他恰当的材料填平,确保计量箱取防护箱之间的气密性。 若是试件尺寸小于计量箱所要求的试件尺寸,将试件安拆正在遮盖板内,例如将试件嵌人一个墙内。 正在遮盖板和试件之间的鸿沟区域中热流不是单向的;选择取试件不异热阻及厚度的遮盖板,可以或许将此个问题减到最小。正在一些实例中,这是不成能的,好比正在窗的测试中。正在这种环境下,当遮盖板的热阻分歧于安拆窗户的墙体时,正在窗框中的热流线取它们最终利用时分歧,将难以意料其精确度。为了比力取注释试验成果,这些试件安拆问题需要试件安拆的法则,这超出了本尺度的范畴。3.4 测试前提 测试前提的选择招考虑最终的利用前提和对精确度的影响。试验平均温度和温差都影响测试成果。凡是建建使用中平均温度一般正在10 0C-20 0C,最小温差为20 0C。按照试验目标调理热、冷侧的空气速度。调理温度节制器使0z或 1?3之一或二者尽可能小或等于。。见ISO 8302中不均衡的论述。3.5 测It周期 对于稳态法试验,达到稳态所要求的时间取决于试件的热阻和热容量、概况系数、试件中存正在的传质或湿气的沉分布、设备的从动节制器的类型和机能等要素。因为这些要素的变化,所以不成能给出一个单一的稳态评判尺度。 稳态要求的一个例子是:正在达到接近不变后,来自两个至多为3h的丈量周期的0;和T的丈量值及R或U的计较值,其误差小于100,而且成果不是单标的目的变化。对于高热阻或高质量或者两者具备的试件,这个最低要求可能不充实,应耽误试验时间。3. 6 计较 对于稳态法,1.4中定义的平均传热性质按2. 7和2.8的计较。3.6. 1 均质试件 对于均质试件或像2. 7. 1描述的不服均度小于20%的试件,可按照概况温度计较热阻R,按照温度计较传热系数U和概况换热系数h。凡是,由丈量的R值获得总热阻值时,采用建建规范的(概况热阻的)常用值。3.6.2 非均质试件 当试件超出上述平均性的极限值或者试件有特殊的几何外形时,仅能按照温度T、和丁、计较传热系数U。3.6.3 成果评价 试验成果应取3. 1中试验性评估值进行比力。存正在较着差别时,应细心查抄试件,找出取它的手艺规格有较着差别的处所,然后按照查抄成果从头评估。若是试验性评估值取丈量数据仍存正在有不成注释的差别,可能是计较过程过于简单或者有试验的误差,应进行研究。3.7 检测演讲 检测演讲应包含以下消息: a) 所有本尺度的声明和清单; b) 若是合用,试验室的标识及其地址、试验日期和试验者; 11 GB/T 13475-2008 c) 测试配备的消息,尺寸及内概况辐射率;d) 试件的标记和描述,包罗传感器的;。) 试件形态调理法式,试件试验前后的质量、含湿量及其测定法式;f) 试件方位及传热的标的目的;B) 热、冷侧的平均气流速度和标的目的;h) 总输人功率和通过试件的净传热。按3. 6. 1确定的热阻R的试验演讲,还应包罗i)?-p)项的消息。注2: D- m)项中演讲的数值是正在初始瞬态期后所有读数或丈量周期的平均值。i) 热侧、冷侧的空气温度;i) 热侧、冷侧的概况温度;k) 热侧、冷侧概况温度的面积加权平均值;1) 计较的热阻和为计较传热系数,取自建建规范的概况换热系数常用值;m) 不确定度;n) 试验持续时间;o) 附加丈量,例如,做为试件一部门的材料的含湿量环境;p) 取试验相关的其他消息,例如,试验成果同3. 1中的初始估量值有较着或不克不及注释的误差,试 件的查抄成果和对误差的可能注释。按3. 6. 2中确定的传热系数U的试验演讲,还应包罗q)?-w)的消息。注3: q) -w)项中演讲的数值是正在初始瞬态期后所有读数或丈量周期的平均值。q) 热侧、冷侧的空气温度;r) 热侧、冷侧计较的温度;s) 由均质试件计较的传热系数和概况换热系数;t) 估量的精确度;u) 试验持续时间;v) 附加丈量,如,做为试件一部门的材料的导热系数和含湿量丈量环境;w) 取丈量相关的其他消息,如,试验成果同3.1中的初始估量值有较着或不克不及注释的误差,试件 的查抄成果和对误差的可能注释。 GB/T 13475-2008 附 录 A (规范性附录)概况换热及温度 热量传人试件或从试件中传出是通过箱内其他概况的辐射热互换和试件概况的对流换热进行的。对于第一种传热机理,传热量取决于所有取试验板进行辐射换热概况的平均的辐射温度;第二种传热机理,传热量取决于临近的空气温度。因而,通过试件的热流遭到冷、热两个侧面中任何一个侧面的辐射和空气温度的影响。 A. 1 温度 试件任何一个侧面的热均衡方程可写成:中 _, ,。, , 、 .,,甲 甲 、~A = Ear‘l r一 1,)十 n,lI。一 I, ) 二’? ”.? ? ’..? ”’? ‘’.. L-\. I )了飞式中:票一单元面积的热流量,单元为瓦每平方米(w/mZ);A 一 41. 4W VS H 4 f,:vJU-19a’T 41-.3 ?u -y ’/3”、、”““产’T,— 所有取试件进行辐射换热概况的平均的辐射平均温度,单元为开尔文或摄氏度(K或℃);丁:— 临近试件的空气温度,单元为开尔文或摄氏度(K或℃);T,— 试件的概况温度,单元为开尔文或摄氏度(K或℃); 。— 辐射率, hr— 辐射换热系数,单元为瓦每平方米开尔文「W/(m2·K)]; h,— 对流换热系数,单元为瓦每平方米开尔文「W/(m2·K)], 为便于确定传至概况的热流,将空气温度和辐射温度恰当的加权,归并成一个单一的符号— 温度T。可写为: 中 1,甲 甲、万=反k止。一上尸 (A. 2)这里R,是概况热阻,用式(A. 3)和式(A. 4)代人,式(A. 2)取式(A. 1)相等:eh, _, . h, _-下-,二一1:十 丁了逐个刃下产1。r州卜n} en,r时~几。 (A. 3)取 。 1 R,=二尸牛逐个 ················??(A.4) Eh,+h。 凡是用两个箱子的温度之差来确定传热系数,而式(A.2 )是用于确定概况热阻。 然而,现实上热箱和冷箱中T,和T。经常都是很接近的,出格正在试件热阻弘远于概况热阻,或者利用对流时,此时h。比Eh:大得多。正在这些环境下,按照试件两侧的空气温度来确定传热系数是充实的,这里,对于所考虑的安拆和采用的测试前提来说,已确定发生的误差可忽略不计。 确定试件的热阻,仅需概况平均温度。 A. 2 温度的计较 如Eh。及h。值已知,并已测得T,及Ta值时,可用式(A. 3)计较温度。若是接近试件概况设有平行的导流屏,它的平均温度可取为T r,而且1 1 .1— = — 一卜 — 一 IE CI CZ GB/T 13475-2008 此中。、和。:别离是导流屏取试件概况的辐射率。 对于涂无光泽黑漆的导流屏(。,二。. 97),大大都建建材料将给定:=0. 9,但应对每个试件零丁考虑。辐射换热系数hr=40此,这里,是斯蒂芬[5.67X10-8 W/(m2·K4 ) I Tm是适合的平均辐射绝对温度,从以下可知: T. (T2+暇)(Tr+T,) , _rr+T,丈, 二砚芯 — Z 若是除导流屏外,还有其他概况临试件间接辐射,则必需丈量这些概况的温度,而且用恰当的视角系数(或外形因子)将它们归并获得T,. 对流换热系数h。取多个要素相关,如空气一概况温差、概况的粗拙度、空气速度、热流标的目的,因此不易估计。 对于垂曲概况的天然对流,典型的h}=3.0 W/(m2 K)。对流时,h。弘远于3.0 W/(m2 K) , 当h。值不确按时,能够按照式(A. 1)、式(A. 2),消去h。获得:十viz r (T,一T,) T, +认,(T。一vr) ················??(A. 5) 中-A-中一A 这个表达式对于热传播人或传出概况均是准确的。对传人概况的热流45的符号取正值(即热面为正,冰脸为负)。 利用式(A.4)需要晓得试件平均概况温度 双。对于不服均的试件,这可能是不晓得的,此时,可用式(A. 3)计较T.,式(A. 3)中的h。值可由另一个平均试件的试验中获得。 例如: 正在一次传热系数尝试中,获得以下读数: 输人至计量箱的功率:O= 31.8 W 计量面积:A二1. 5 m2 则流经试件单元面积的热流量:O/A=21.2 W/m2 热侧温度: 空气平均温度:T,=30. 98℃ 导流屏的平均温度:Tr, =29.78℃ 概况平均温度:T, =27. 60℃ 因而 :T.一喜(Tr,+T,)二28. 69 C一301.:K一m 2”一r志’一昌“ 一 ’-- 一 ---··一和h:二4X5.67X10-8X301.73二6.23 W/(m2·K)取:=0. 9,则。hr=5.61 W/(m2·K)h。值未知,用方程式(A. 5): Tn, 30. 98 X 21. 20+5. 61 X (30. 98一29. 78) X 27. 60 。。,,。逐个一 21. 2C浑5. 61 X (30. 98-29. 78)一 一“Jv.上‘L冷侧温度:空气平均温度:几二7.39℃导流屏的平均温度:T l,2二7. 69℃概况平均温度:Ts2 =8. 75℃ GB/T 13475-2008 因而:T.=281.3 K,所以用。=0. 9,得ehr=4. 54,由方程式(A. 5)得 T, 7.39X(一21. 20) +4. 54X (7. 39一7. 69) X8. 75 ,J,。逐个 一 下一,一Al.下 n\ ,一,二一下二芍逐个逐个一— = 1. 4 / U 、一 Ll. LU) t 4. 04入 l/.Sy一 1.bJ)所 以: 中 _。。,,,,v = 飞,井干万一--石二一芍 = U.?JS w /k m - .1S ) 八 11 n,一 1n2)概况热阻为:热侧,。 A(T,一T。.)Ro1=二,址长书= =0. 12 (m2·K)/W 0 -一 _、__冷侧,。 A(T 一T )]R,2 = 书进匕已=0. 06 (m2·K)/W 0 GB/T 13475-2008 附 录 B (材料性附录)参 考 文 献 [1] ISO 8301:1991绝热 稳态热阻及相关特征的测定 热流计法 [2] ISO 8302:1991绝热 稳态热阻及相关特征的测定 防护热板法 [3] ISO 9251:1987 绝热 传热形态和材料特征 词汇 [4] ISO 9288:1989绝热 辐射传热 物理量及定义 [5] ASTM C 236 用防护热箱法丈量建建组件的稳态热机能试验方式 [6] ASTM C 976 用标定热箱法丈量建建组件的热机能试验方式 [7] BS 874:1973绝热机能的测定方式和绝热术语定义 [8] Nordtest NT Building 119 用热箱法测定热阻 [9] ASTM STP 554,MUMAW,J. R.标定热箱法:丈量大墙体热导率的无效方式 [10] ASTM STP 789, ORLAND, R. D.,HOWANSKI,J. W.,DERDERIAN, G. D. and SHU,L. S. 防护热箱设备试验法式的成长 [11] ASTM STP 789,GOSS,W. P. and OLPAK, Ahmet一种可扭转的热试验设备的设想和标定 [12] ASTM STP 789, LAVINE, A. G, RUCKER, J. L. and WILKE 标定热箱法的侧面迁回丧失的标定 [13] GUYand NIXON 防护热箱法细致验证步调 [14] ONEGA,R.J. and BURNS 侧面曲折热丧失 GB/T 13475-2008 附 录 NA (材料性附录)李卜 充 说 明 ISO 7345中相关的术语已正在国度尺度GB/T 4132-1996中,ISO 8301和ISO 8302已为国度尺度GB/T 10294和GB/T 10295,本尺度利用者可参照利用。 ︵国︶寸66一“06680留\800C\II山卜寸m一卜\目曲 中 华 人 平易近 共 和 国 国 家 标 准 绝热 稳态传热性质的测定 标定和防护热箱法GB/T 13475-2008/ISO 8990:1994(E) 签 中国标 准出书社 出书刊行 回复门外三里街 16号 邮政编码:100045 网址 德律风 国尺度出书社秦皇岛印刷厂印刷 各地新华书店经销 开本 880X 1230 1/16 印张 1. 5 字数 38千字2008年 11月第一版 2008年11月第一次印刷 书号:155066·1-33524 订价 20.00 元 GB/T 13475-2008 若有印拆差错 由本社刊行核心互换 版权专有 侵权必究 举报电线

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