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绝热稳态传热性质的测定 标定和防护热箱法 测量步骤

时间:2020-09-03来源:泰鼎恒业浏览次数:

3步骤
3.1概述
测试人员有必要熟悉前面章节的内容。由于测试目的多样,因此测试程序也有意较为概括。
对于特殊试件,应该确定测试方法是否适用的,是否其他方法更好,例如防护热板法,热流计法,或是计算。根据对试件的检査和分析,试验性地评估其热性能值的可能范围。也应该评估可获得的精确度,并且可获得的精确度应该与试验的目的有关系。
3.2试件的状态调节
对热流受到湿气影响的试件,应记录状态调节情况。当有意义的时候,应记录试件在测试前后的质量,或者应在试验前后钻取芯样。
3.3试件的选择与安装
试件应选用或制成有代表性的。对非均质试件应作如下考虑。对于防护热箱法,决定检测不平衡 (空气到空气或空气到表面)的最精确的方法。当靠近计量区域周围的表面温度很均匀时,检测试件表面不平衡和评价流过箱体的热流也是最精确的方案。当靠近计量区周围出现不均匀性时,唯一可能的解决方案是空气到空气的平衡,那么,不平衡热流也则是一个未知的误差源。防护热箱法中,如有可能,应将热桥对称地布置在计量区域和防护区域之间的分界线上,这样,热桥面积的一半在计量箱内, 另一半在防护箱内。
如果试件是有模数的,计量箱的尺寸应是模数的适当的倍数。计量箱的周边应同模数线外周重合或在模数线之间的中间位置。
如果不能满足这些要求,只好将计量箱放在不同位置做多次试验,并且要非常谨慎地考虑这些结果,如果适用,可辅以温度、热流的测量和计算。
标定热箱法中,应考虑试件边缘的热桥对侧面迂回传热的影响。就像上面提到的,可能有必要将计量箱放在不同位置做多次试验,在这种情况下,标定热箱法意味着代表建筑物不同部分的不同试件。
试件安装时周边应密封,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。
试件边缘应该绝热,使Φ5减少到符合准确度的要求。
应考虑是否需要密封试件的每个表面,以避免空气渗透进试件以及是否需要控制热侧的空气露点。
在防护热箱法中,应该考虑试件中是否有要求用隔板将其分隔的连续空腔以及是否应在计量箱周边将高导热系数的饰面切断。
如果试件表面不平整,在与计量箱周边密封接触的区域,可能需要用砂浆、嵌缝材料或其他适当的材料填平,确保计量箱与防护箱之间的气密性。
如果试件尺寸小于计量箱所要求的试件尺寸,将试件安装在遮蔽板内,例如将试件嵌入一个墙内。
在遮蔽板和试件之间的边界区域中热流不是单向的;选择与试件相同热阻及厚度的遮蔽板,能够将此个问题减到最小。在一些实例中,这是不可能的,比如在窗的测试中。在这种情况下,当遮蔽板的热阻不同于安装窗户的墙体时,在窗框中的热流线与它们最终使用时不同,将难以预料其准确度。为了比 较与解释试验结果,这些试件安装问题需要试件安装的规则,这超出了本标准的范围。
3.4测试条件
测试条件的选择应考虑最终的使用条件和对准确度的影响。试验平均温度和温差都影响测试结果。通常建筑应用中平均温度一般在10 ℃〜20℃,最小温差为20℃。根据试验目的调节热、冷侧的空气速度。调节温度控制器使Φ2或Φ3之一或二者尽可能小或等于0。见ISO 8302中不平衡的叙述。
3.5测量周期
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、表面系数、试件中存在的传质或湿气的重分布、设备的自动控制器的类型和性能等因素。由于这些因素的变化,所以不可能给出一 个单一的稳态评判标准。
稳态要求的一个例子是:在达到接近稳定后,来自两个至少为3 h的测量周期的Φp和T的测量值及R或U的计算值,其偏差小于1%,并且结果不是单方向变化。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分,应延长试验时间。
3.6计算
对于稳态法,1. 4中定义的平均传热性质按2.7和2.8的规定计算。
3.6. 1均质试件
对于均质试件或像2.7.1描述的不均匀度小于20%的试件,可根据表面温度计算热阻R,根据环境温度计算传热系数U和表面换热系数h。通常,由测量的R值得到总热阻值时,采用建筑规范的(表面热阻的)常用值。
3.6.2非均质试件
当试件超出上述均匀性的极限值或者试件有特殊的几何形状时,仪能根据环境温度Tni和Tne计算传热系数U。
3. 6.3结果评价
试验结果应与3.1中试验性评估值进行比较。存在明显差异时,应仔细检査试件,找出与它的技术规格有明显差异的地方,然后根据检査结果重新评估。如果试验性评估值与测量数据仍存在有不可解释的差异,可能是计算过程过于简单或者有试验的误差,应进行研究。
3.7检测报告
检测报告应包含以下信息:
a) 所有背离本标准的声明和清单;
b) 如果适用,试验室的标识及其地址、试验日期和试验者;
c) 测试装备的信息,尺寸及内表面辐射率;
d) 试件的标志和描述,包括传感器的位置;
e) 试件状态调节程序,试件试验前后的质量、含湿量及其测定程序;
f) 试件方位及传热的方向;
g) 热、冷侧的平均气流速度和方向;
h) 总输入功率和通过试件的净传热。
按3. 6.1规定确定的热阻R的试验报告,还应包括i)~p)项的信息。
2:i)m)项中报告的数值是在初始瞬态期后所有读数或测量周期的平均值。
i) 热侧、冷侧的空气温度;
j) 热侧、冷侧的表面温度;
k) 热侧、冷侧表面温度的面积加权平均值;
l) 计算的热阻和为计算传热系数,取自建筑规范的表面换热系数常用值;
m) 不确定度;
n) 试验持续时间;
o) 附加测量,例如,作为试件一部分的材料的含湿量情况;
p)与试验有关的其他信息,例如,试验结果同3.1中的初始估计值有明显或不能解释的偏差,试件的检查结果和对偏差的可能解释。
按3.6.2中规定确定的传热系数U的试验报告,还应包括q)〜w)的信息。
3: q)w)项中报吿的数值是在初始瞬态期后所有读数或测量周期的平均值。
q) 热侧、冷侧的空气温度;
r) 热侧、冷侧计算的环境温度;
s) 由均质试件计算的传热系数和表面换热系数;
t) 估计的准确度;
u) 试验持续时间;
v) 附加测量,如,作为试件一部分的材料的导热系数和含湿量测量情况;
w) 与测量有关的其他信息,如,试验结果同3. 1中的初始估计值有明显或不能解释的偏差,试件的检査结果和对偏差的可能解释。