Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit von festen Materialien durch ein Flachschichtverfahren. Merkmale der Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit der Baustoffaufbereitung für den Test

1

Mit einer Erhöhung der spezifischen Kapazität von Verbrennungsmotoren nimmt die Wärmemenge, die aus erhitzten Knoten und Teilen entfernt werden muss, zunimmt. Effizienz moderne Systeme Kühlung und Verfahren zum Erhöhen der Intensität der Wärmeübertragung erreichte praktisch seine Grenze. Der Zweck dieser Arbeit besteht darin, die innovativen Kühlflüssigkeiten für die Kühlsysteme von Wärmeregeräten zu untersuchen, die auf zweiphasigen Systemen basieren, die aus dem Basismedium (Wasser) und Nanopartikeln bestehen. Eine der Verfahren zum Messen der Wärmeleitfähigkeit des mit 3 Ω-Heißdraht-Fluids namens 3 Ω-Heißdraht wird betrachtet. Die Ergebnisse der Messen des Messens des Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten von Nanofins basierend auf Graphenoxid in verschiedenen Konzentrationen der letzteren werden dargestellt. Es wurde festgestellt, dass bei Verwendung von 1,25% Graphen der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient um 70% gestiegen ist.

wärmeleitfähigkeit

koeffizientium der Wärmeleitfähigkeit

gREFEN OXIDE.

naziös

kühlsystem

prüfstand

1. Osiverva v.a. Experimentelle Untersuchung von Wärmeaustauschprozessen: Studien. Handbuch für Universitäten. - 3rd ed., Pererab. und hinzufügen. - M.: Energien, 1979. - 320 p.

2. Wärmeübertragung /v.p. Isachenko, V.A. Osipova, A.s. Sucomel - M.: Energien, 1975. - 488 p.

3. Anomal erhöhte wirksame Wärmeleitfähigkeiten von Nanofluiden mit Ethylenglykolbasis mit Kupfernanopartikeln / J.A. Eastman, S.S. Choi, S. Li, W. Yu, L.j. Thompson Appl. Phys. Lette. 78.718; 2001.

4. Wärmeleitfähigkeitsmessungen mit der 3-Omega-Technik: Anwendung an Stromernte Microsystems / David de Koninck; Thesen des Master of Engineering, McGill University, Montréal, Kanada, 2008. - 106 p.

5. Wärmeleitfähigkeitsmessung / W.A. Wakeham, M.j. Assael 1999 von CRC Press LLC.

Es ist bekannt, dass mit den aktuellen Trends bei der Erhöhung der spezifischen Kapazität von Verbrennungsmotoren sowie auf höhere Geschwindigkeiten und kleinere Größen für mikroelektronische Geräte die Wärmemenge, die aus erhitzten Knoten entfernt werden muss, ständig zunimmt. Die Verwendung verschiedener wärmeleitender Flüssigkeiten zur Wärmeentfernung ist eines der häufigsten und effektive Wege. Die Wirksamkeit moderner Konstruktionen von Kühlgeräten wie herkömmlicher Weg. Erhöhen Sie die Intensität der Wärmeübertragung, erreichte fast seine Grenze. Es ist bekannt, dass gewöhnliche Kühlflüssigkeiten (Wasser, Öl, Glykole, Fluorkohlenwasserstoffe) eine ausreichend geringe Wärmeleitfähigkeit aufweisen (Tabelle 1), die ein limitierender Faktor für moderne Designs von Kühlsystemen ist. Um ihre Wärmeleitfähigkeit zu erhöhen, ist es möglich, ein Multiphase (minimales zweiphasige) dispergiertes Medium zu erstellen, wobei die Dispersionsfreckepartikel mit einem deutlich großen Wärmeleitungskoeffizienten als der Basisflüssigkeit erfolgen. Maxwell 1881 schlug vor, feste Partikel mit hoher Wärmeleitfähigkeit der basischen wärmeleitenden Kühlmittelflüssigkeit zuzusetzen.

Die Idee ist zu mischen metallmaterialien, wie Silber-, Kupfer-, Eisen- und nichtmetallische Materialien, wie Aluminiumoxid-, Cuo-, SiC- und Kohlenstoffröhrchen mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit im Vergleich zu dem basischen wärmeleitenden Fluid mit einem kleineren Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten. Original feste Partikel (wie Silber, Kupfer, Eisen, Kohlenstoffrohre mit höherer Wärmeleitfähigkeit im Vergleich zu Basisflüssigkeit) Mikrometer und sogar Millimeterabmessungen wurden mit basischen Flüssigkeiten gemischt, um Suspensionen zu erhalten. Die Größe der verwendeten Partikel und die Schwierigkeiten bei der Herstellung von nanoskaligen Partikeln wurden in der Anwendung solcher Suspensionen einlagert. Dieses Problem wurde von der Arbeit der Mitarbeiter des arizonischen Nationallabors S. Choi und J. Eastman gelöst, das Experimente mit Metallpartikeln von Nanometergrößen führte. Sie kombinierten verschiedene Metallnanopartikel und Nanopartikel aus Metalloxiden mit verschiedenen Flüssigkeiten und erhielten sehr interessante Ergebnisse. Diese Suspensionen nanostrukturierter Materialien wurden "Nanofilamente" genannt.

Tabelle 1

Vergleich der Wärmeleitfähigkeit Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten

Um moderne innovative Kühlflüssigkeiten für Kühlsysteme von hochphoostierten Wärmeregeräten zu entwickeln, haben wir zweiphasige Systeme, bestehend aus einer Basisumgebung (Wasser, Ethylenglykol, Öl usw.) und Nanopartikeln, d. H. Partikel mit charakteristischen Abmessungen von 1 bis 100 nm. Ein wichtiges Merkmal der Nanodialität ist, dass sie selbst beim Hinzufügen einer geringen Menge an Nanopartikeln einen schwerwiegenden Anstieg der Wärmeleitfähigkeit (manchmal mehr als zehnmal) zeigen. Darüber hinaus hängt die Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit von Nanofone von der Temperatur ab - mit zunehmender Temperatur erhöht die Erhöhung des Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten.

Bei der Erstellung solcher Nanodities, die ein Zweiphasensystem sind, ist ein zuverlässiges und ziemlich genaues Verfahren zum Messen des Wärmeleitungskoeffizienten erforderlich.

Wir untersuchten verschiedene Verfahren zum Messen des Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten für Flüssigkeiten. Infolge der Analyse wurde das Verfahren "3 Ω-kabelgebundenes" Verfahren zur Messung der Wärmeleitfähigkeit von Nanodities mit ausreichend hoher Genauigkeit ausgewählt.

Das Verfahren "3 Ω-verdrahtet" wird verwendet, um gleichzeitig die Wärmeleitfähigkeit und die Temperatur der Materialien zu messen. Es basiert auf dem Messen der Temperaturanstieg, abhängig von der Zeit in der Wärmequelle, dh heiße Draht, die zum Testen in Flüssigkeit eingetaucht ist. Metalldraht dient gleichzeitig als elektrischer Widerstandsheizung und das Widerstandsthermometer. Metalldraht sind extrem kleiner Durchmesser (mehrere Dutzend μm). Die Erhöhung der Temperatur des Drahts erreicht in der Regel 10 ° C und der Effekt der Konvektion kann vernachlässigt werden.

Metalldrahtlänge L und R-Radius, in der Flüssigkeit gewichtet, wirkt als Heizgerät und das Widerstandsthermometer, wie in Fig. 2 gezeigt. einer.

Feige. 1. Installationsschema der Methode "3Ω heißer Draht»Um die Wärmeleitfähigkeit der Flüssigkeit zu messen

Die Essenz des Verfahrens zum Bestimmen des Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten ist wie folgt. Wechselstrom strömt durch einen Metalldraht (Heizung). AC-Kennlinie wird durch die Gleichung bestimmt

wobei I 0 die Amplitude des variablen Sinusstroms ist; Ω - Stromfrequenz; T - Zeit.

Ein variabler Strom fließt durch den Draht, der als Heizgerät wirkt. In Übereinstimmung mit dem Gesetz von Joule-Lenz wird die Menge an Wärme, die während des Durchgangs des elektrischen Stromleiters freigesetzt wird, bestimmt:

und ist eine Überlagerung der DC-Quelle und 2 Ω modulierter Wärmequelle,

wo r e ist elektrischer Wiederstand Metalldraht unter den experimentellen Bedingungen, und es ist eine Funktion der Temperatur.

Die obige thermische Leistung erzeugt eine Temperaturänderung in dem Heizgerät, die auch die Überlagerung der Gleichstromkomponenten und der 2Ω-Komponenten 2Ω ist:

wobei ΔT dc die Amplitude der Temperaturänderung unter der Wirkung von DC ist; ΔT 2Ω - Amplitude der Temperaturänderung unter der Wirkung von Wechselstrom; φ ist eine Phasenverschiebung, die durch Erhitzen der Probenmasse induziert wird.

Der elektrische Widerstand des Drahts hängt von der Temperatur ab, und dies ist 2 Ω die Wechselstromkomponente im Drahtwiderstand:

wobei C RT der Temperaturkoeffizient des Widerstands für den Metalldraht ist; R E0 ist die Referenzwiderstand des Heizgeräts bei einer Temperatur t 0.

Normalerweise ist T 0 die Temperatur der Volumenprobe.

Spannung am Metalldraht kann als erhalten werden

(6)

In Gleichung (6) enthält die Spannung des Drahtes: Spannungsabfall aufgrund des Widerstands des Gleichstroms des Drahts bei 1 Ω und zwei neue Komponenten proportional zur Temperaturerhöhung des Drahtes bei 3 Ω und bei 1 Ω. 3 Ω-Spannungskomponente. Es kann mit einem Verstärker entfernt werden und dann zur Ausgabe der Amplitude der Temperaturänderung bei 2 Ω verwendet werden:

Die Frequenzabhängigkeit der Temperaturänderung ΔT 2 Ω wird erhalten, indem die Frequenz des Wechselstroms bei einer konstanten Spannung V 1 Ω geändert wird. Gleichzeitig kann die Abhängigkeit der Temperaturänderung ΔT 2 Ω auf der Frequenz als angenähert werden

wobei α f der Temperaturkoeffizient ist; K F - der Wärmeleitungskoeffizient der Basisflüssigkeit; η - konstant.

Eine Temperaturänderung bei einer Frequenz von 2 Ω in einem Metalldraht kann unter Verwendung der Frequenzspannungskomponente 3 Ω entfernt werden, wie in Gleichung (8) gezeigt. Der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient des Fluids K f wird durch die Neigung von 2 Ω-Änderungen in der Temperatur des Metalldrahtes relativ zur Frequenz ω bestimmt,

(9)

wobei p die verwendete Leistung ist; Ω ist die Frequenz des aufgebrachten elektrischen Stroms; L ist die Länge des Metalldrahts; ΔT 2Ω ist die Amplitude der Temperaturänderung bei 2 Ω im Metalldraht.

Das 3 Ω-Drahtverfahren hat mehrere Vorteile gegenüber dem herkömmlichen Heißdrahtverfahren:

1) Temperaturschwingungen können ausreichend klein sein (unter 1k, verglichen mit ca. 5k für das Heißdrahtverfahren) in dem untersuchten Fluid, um die konstanten Eigenschaften des Fluids zu erhalten;

2) Hintergrundgeräusche, beispielsweise Temperaturänderungen, haben viel geringere Auswirkungen auf die Messergebnisse.

Diese Vorteile machen dieses Verfahren idealerweise zum Messen der Temperaturabhängigkeit des Wärmeleitungskoeffizienten von Nanipiles.

Installation zum Messen des Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten umfasst die folgenden Komponenten: Winston Bridge; Signalgenerator; Spektrumanalysator; Oszilloskop.

Winston Bridge ist ein Diagramm, das verwendet wird, um den unbekannten Widerstand R x mit einem bekannten Widerstand R 0 zu vergleichen. Die Brückenschaltung ist in Fig. 4 gezeigt. 2. Vier Schultern der Winston AV, Sun Bridge, AD und DS sind Widerstände RX, R0, R1 bzw. R2. Die diagonale VD umfasst ein Galvanometer, und die Stromversorgung ist mit der Wechselstromdiagonale verbunden.

Wenn Sie die Werte der Widerstände R1 und R2 angemessen angeben, ist es möglich, Gleichheit der Potenziale von Punkten in und d: φ b \u003d φ D zu erreichen. In diesem Fall wird der Strom über das Galvanometer nicht, das Is, i g \u003d 0. Unter diesen Bedingungen wird die Brücke ausbalanciert, und Sie können einen unbekannten Widerstand RX finden. Dazu nutzen wir die Regeln von Kirchhoff für verzweigte Ketten. Mit den ersten und zweiten Regeln von Kirchhoff erhalten wir

R x \u003d R 0 · R 1 / R 2.

Die Genauigkeit bei der Bestimmung des R x Das angegebene Verfahren hängt weitgehend von der Auswahl von Resist R 1 und R 2 ab. Die größte Genauigkeit wird bei R 1 ≈ R 2 erreicht.

Der Signalgenerator wirkt als elektrische Oszillationsquelle im Bereich von 0,01 Hz - 2 MHz mit hoher Genauigkeit (mit einem diskreten nach 0,01 Hz). M3-110-Signalgeneratormarke.

Feige. 2. Winston Bridge-Schema

Der Spektrumanalysator soll die 3 Ω-Komponente des Spektrums freisetzen. Vor Beginn der Arbeit wurde der Spektrumanalysator auf die Einhaltung der Spannung der dritten Harmonische getestet. Dazu ist ein Eingang des Spektrumanalysators vom Generator G3-110 und parallel zum Breitband-digitalen Voltmeter angegeben. Der effektive Wert der Amplitude der Spannung wurde mit dem Spektrumanalysator und dem Voltmeter verglichen. Die Diskrepanz der Werte betrug 2%. Die Spektrumanalysator-Kalibrierung wurde auch bei einem internen Test der Vorrichtung mit einer Frequenz von 10 kHz durchgeführt. Der Wert des Signals an der Trägerfrequenz betrug 80 mV.

C1-114 / 1-Oszilloskop soll die Form elektrischer Signale untersuchen.

Vor dem Starten der Studie muss der Heizer (Draht) in der untersuchten Probe der Flüssigkeit platziert werden. Draht sollte die Wände des Gefäßes nicht berühren. Als nächstes wird die Frequenz im Bereich von 100 bis 1600 Hz gescannt. Auf dem Spektrumanalysator wird der Wert des Signals 1, 2, 3 der Harmonische im Automatikmodus bei der studierenden Frequenz aufgenommen.

Um die Amplitude der aktuellen Kraft zu messen, wird in einem Kettenwiderstandswiderstand ~ 0,47 Ohm verwendet. Der Wert sollte so sein, dass er den Wert der Messschulter von etwa 1 Ohm nicht überschreitet. Die Verwendung des Oszilloskops war die Spannung U. WISSING R und U, fand die Amplitude der aktuellen Festigkeit I 0. Um die angewendete Leistung zu berechnen, wird die Spannung in der Kette gemessen.

Zunächst wird ein breiter Frequenzbereich untersucht. Der engere Frequenzbereich wird bestimmt, wo die Linearität des Graphen am höchsten ist. Dann wird in der ausgewählten Frequenzdomäne mit einem kleineren Schritt der Frequenz gemessen.

Auf der Registerkarte. Fig. 2 die Ergebnisse der Messung des Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten der Nanalität, der eine 0,35% ige Suspension von Graphenoxid in der Basisflüssigkeit (Wasser) mit einem kupferisolierten Draht mit einer Länge von 19 cm, mit einem Durchmesser von 100 μm, dargestellt, wobei Eine Temperatur von 26 ° C für den Frequenzbereich von 780 ... 840 Hz.

In FIG. Fig. 3 zeigt eine allgemeine Ansicht des Ständers zum Messen des Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten der Flüssigkeit.

Auf der Registerkarte. Fig. 3 zeigt die Abhängigkeit des Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten der Graphenoxidsuspension aus seiner Konzentration in der Flüssigkeit bei einer Temperatur von 26 ° C. Messungen der Koeffizienten der Wärmeleitfähigkeit von Nanimios wurden bei unterschiedlichen Konzentrationen von Graphenoxid von 0 bis 1,25% durchgeführt.

Tabelle 2

Ergebnisse der Messung des Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten

Frequenzbereich	Kreisförmige Häufigkeit	Tok Power.	Dritte harmonische Spannungsamplitude	Temperaturänderung	Logarithmus Rundfrequenz	Leistung	Hanggrafiken	Koeffizientium der Wärmeleitfähigkeit

Feige. 3. Allgemeine Ansicht des Ständers zum Messen des Wärmerleitungskoeffizienten der Flüssigkeit

Auf der Registerkarte. 3 zeigt auch die Werte von Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten, die durch die Maxwell-Formel definiert sind.

(10)

wobei k der Koeffizient der Wärmeleitfähigkeit Nanosiness ist; K F - der Wärmeleitungskoeffizient der Basisflüssigkeit; K P - Wärmeleitfähigkeitskoeffizient der dispergierten Phase (Nanopartikel); φ ist die Größe der Volumenphase jeder der Dispersionsphasen.

Tisch 3.

Der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient der Graphenoxid-Suspension

Das Verhältnis der Koeffizienten der Wärmeleitfähigkeit K Exp / k theorette- und k exp / k-Tabelle. Wasser, das in FIG. vier.

Solche Abweichungen der experimentellen Daten aus der durch die klassische Maxwell-Gleichung, in unserer Sicht, können mit den physikalischen Mechanismen der Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit der Nanosität verbunden sein, nämlich:

Auf Kosten der braunen Bewegung von Partikeln; Das Mischen der Flüssigkeit erzeugt einen mikrokonvektiven Effekt, wodurch die Energie der Wärmeübertragung erhöht wird;

Die Wärmeübertragung gemäß dem Perkolationsmechanismus ist überwiegend entlang der von der Agglomeration von Nanopartikeln gebildeten Clusterkanälen, die die gesamte Struktur des Lösungsmittels (herkömmliches Fluid) durchdringen;

Die Basisflüssigkeitsmoleküle bilden hochorientierte Schichten um die Nanopartikel, wodurch der Volumenanteil von Nanopartikeln erhöht wird.

Feige. 4. Abhängigkeit des Verhältnisses der Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten aus der Konzentration von Graphenoxid

Die Arbeit wurde mit der Beteiligung der Ausrüstung des Zentrums des kollektiven Nutzens durch die wissenschaftliche Ausrüstung "Diagnostik von Micro- und Nanostrukturen" mit der finanziellen Unterstützung des Ministeriums für Bildung und Wissenschaft der Russischen Föderation durchgeführt.

Rezensenten:

Eparrein o.m., d.t.n., Professor, Direktor der Yaroslawl-Niederlassung von FGBou VPO "Moskau staatliche Universität Kommunikationswege ", Yaroslavl;

Amirov I.I., d.f.-m.n., Forscher der Yaroslawl-Niederlassung von Fsbun "Physik and Technological Institute" Russische Akademie. Wissenschaften, Yaroslavl.

Die Arbeit ging auf dem Herausgeber 28.07.2014.

Bibliographische Referenz

Zharov A.V., Savinsky n.g., Pavlov AA, Evdokimov a.n. Experimentelle Methode zur Messung der Wärmeleitfähigkeit von Nanofitness // Grundstudien. - 2014. - № 8-6. - S. 1345-1350;
URL: http://fundamal-research.ru/aticle/view?id\u003d34766 (Datum des Handlings: 02/01/2020). Wir bringen Ihre Aufmerksamkeit auf die Zeitschriften, die im Verlag "Akademie der Naturwissenschaft" veröffentlichen "

Bundesagentur für technische Regulierung und Messtechnik

NATIONAL

STANDARD

Russisch

Föderation

Verbundstoffe

Offizielle Ausgabe

Stshdfttftsm.

GOST R 57967-2017.

Vorwort

1 vorbereitet vom Bundesstaat Unity Enterprise "All-Russian Research Institute of Aviation Materials" zusammen mit der autonomen gemeinnützigen Organisation "Zentrum für Rationierung, Standardisierung und Klassifizierung von Verbundwerkstoffen" mit der Beteiligung des Vereins rechtspersonen "Union von Herstellern von Verbundwerkstoffen" basierend auf der offiziellen Übersetzung in die russische Sprache der englischen Version des in Absatz 4 angegebenen Standards, die von TK 497 abgeschlossen wurde

2 vom technischen Ausschuss zur Standardisierung von TC 497 "Composites, Designs und Produkte von ihnen" eingereicht

3 genehmigt und in der Größenordnung der Bundesbehörde für technische Regulierung und Messtechnik vom 21. November 2017 Nr. 1785-ST erlassen

In Fig. 4 ist diese Norm in Bezug auf das Standard-Test-Verfahren des ASTM E1225-13-Standards modifiziert, um die Wärmeleitfähigkeit der Feststoffe durch ein vergleichendes longitudinal-umzäuntes Wärmeflussverfahren "(ASTM E122S-13" Standardtestverfahren zur Wärmeleitfähigkeit von Feststoffen mit Die Guard ED-Vergleichs -Longitudinal-Wärmeflow-Technik », Mod), indem seine Struktur geändert wird, um den in GOST 1.5-2001 eingestellten Regeln (Unterabschnitte 4.2 und 4.3) zu erfüllen.

Dieser Standard enthält keine Absätze 5. 12. Unterabsätze 1.2, 1.3 des angewendeten ASTM-Standards. die unangemessen sind, um in der russischen nationalen Normung aufgrund ihrer Redundanz zu beantragen.

Diese Elemente und Unterabsätze, die nicht im Hauptteil dieses Standards enthalten sind, sind in dem zusätzlichen Anhang Ja angegeben.

Der Name dieses Standards wurde relativ zum Namen des angegebenen ASTM-Standards geändert, um den GOST R 1.5-2012 (Unterabschnitt 3.5) zu erfüllen.

Der Vergleich der Struktur dieses Standards mit der Struktur des angegebenen ASTM-Standards ist in der zusätzlichen Anwendung von dB angegeben.

Informationen zur Einhaltung des Referenznorm National Standard Standard ASTM. Wird als Referenz im angewendeten ASTM-Standard verwendet. In der zusätzlichen Anwendung von DV gezeigt

5 zum ersten Mal eingeführt

Die Regeln für die Anwendung dieses Standards werden in Artikel 26 eingerichtet Bundesgesetz vom 29. Juni 2015 N9 162-FZ "bei Standardisierung in Russische Föderation" Informationen zu den Änderungen an diesem Standard werden vom E-jährlichen (ab 1. Januar), den Informationsindikatoren "nationale Standards", und der offizielle Text der Änderungen und den Boden der Einführung des monatlichen Informationsanzeigers "Nationale Standards" veröffentlicht ". Bei der Revision (Ersatz) oder der Stornierung dieses Standards wird die entsprechende Benachrichtigung in der nächsten Ausgabe des monatlichen Informationsanzeigers "Nationale Standards" veröffentlicht. Relevante Information. Benachrichtigung und Texte werden auch im öffentlichen Informationssystem veröffentlicht - auf der offiziellen Website der Bundesagentur für technische Regulierung und Messtechnik im Internet ()

© stamartartinform. 2017.

Diese Norm kann nicht vollständig oder teilweise reproduziert werden, wird als offizielle Veröffentlichung ohne Erlaubnis der Bundesbehörde für technische Regulation und Messtechnik repliziert und verteilt

GOST R 57967-2017.

1 Gebrauchsbereich ............................................ .................. eins.

3 Begriffe, Definitionen und Bezeichnungen ............................................ .......einer

4 Essenz der Methode ............................................... .. ..................... 2.

5 Geräte und Materialien .............................................. .. ............. vier.

6 Vorbereitung zum Testen .............................................. ......elf

7 Testen ................................................ ............. ............... 12.

8 Verarbeitungstestergebnisse .............................................. .. ....... 13.

9 Testprotokoll ................................................. .. .................. 13.

Anhang Ja (Referenz) Originaltext von nicht enthaltenen strukturellen Elementen

aSTM-Standard angewendet ........................................... 15

Anwendungs-DB (Referenz) Vergleich der Struktur dieses Standards mit der Struktur

aSTM-Standard angetragen ...................................... 18

Anhang DV (Referenz) Informationen zur Übereinstimmung des Referenznationalstandards ASTM-Standard. Wird als Referenz in der angewendeten ASTM-Norm verwendet ......................................... ............. neunzehn.

GOST R 57967-2017.

Nationaler Standard der Russischen Föderation

Verbundstoffe

Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit von Festkörpern durch stationärem eindimensionalem Wärmefluss mit einem Sicherheitsheizgerät

Verbundstoffe. Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit von SOHDs durch einen stationären eindimensionalen Wärmefluss

mit einer Schutzheizungstechnik

Datum der Einführung - 2018-06-01

1 Gebrauchsbereich

1.1 Diese Norm legt die Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit von homogenem undurchsichtigen massiven Polymer, Keramik- und Metallverbundwerkstoffen unter Verwendung eines stationären eindimensionalen Wärmeflusses mit einem Sicherheitsheizgerät fest.

1.2 Diese Norm ist zur Verwendung in Testmaterialien mit affektiver Wärmeleitfähigkeit im Bereich von 0,2 bis 200 W / (M-K) im Temperaturbereich von 90 bis 1300 K vorgesehen.

1.3 Diese Norm kann auch angewendet werden, wenn Materialien mit einer effizienten Wärmeleitfähigkeit außerhalb der angegebenen Bereichen mit niedrigerer Genauigkeit aufweisen.

2 regulatorische Referenzen.

Dieser Standard verwendet regulatorische Verweise auf folgende Standards:

GOST 2769 Oberflächenrauheit. Parameter und Eigenschaften.

GOST R 8.585 State System zur Gewährleistung der Einheit der Messungen. Thermoelemente. Nominale statische Konvertierungseigenschaften

HINWEIS - Bei Verwendung dieses Standards ist es ratsam, die Aktion von Referenzstandards im öffentlichen Informationssystem auf der offiziellen Website der Bundesbehörde für technische Regulierung und Messtechnik im Internet oder über das jährliche Informationssignal der nationalen Normen zu überprüfen, das ist Veröffentlicht zum 1. Januar des laufenden Jahres und über die Fragen des monatlichen Informationszeigers "Nationale Standards" für das laufende Jahr. Wenn der Referenzstandard ersetzt wird, auf den die undatierte Verbindung angegeben ist, wird empfohlen, die aktuelle Version dieses Standards zu verwenden, wobei alle Änderungen an dieser Version berücksichtigt werden. Wenn der Referenzstandard durch eine datierte Referenz ersetzt wird, wird empfohlen, die Version dieses Standards mit der oben genannten Genehmigung (Adoption) zu verwenden. Wenn nach Genehmigung dieses Standards in dem angegebenen Referenzstandard, der datiert ist, wird die Änderung vorgenommen, die den Anbieter betrifft, auf den der Link erteilt wird, diese Bestimmung empfohlen, ohne diese Änderung zu berücksichtigen. Wenn der Referenzstandard ohne Austausch abgebrochen wird, wird die Position, in der der Bezug darauf angegeben ist, in einem Abschnitt aufgebracht zu werden, der diesen Link nicht beeinträchtigt.

3 Bedingungen, Definitionen und Bezeichnungen

3.1 Diese Norm gilt die folgenden Bedingungen mit den entsprechenden Definitionen:

3.1.1 Wärmeleitfähigkeit / .. W / (M K): Das Verhältnis der Dichte des Wärmeflusses unter stationären Bedingungen durch die Einheit des Bereichs an die Temperaturgradient E richtung senkrecht zur Oberfläche.

Offizielle Ausgabe

GOST R 57967-2017.

3.1.2 Wärmeleitfähigkeit leitende Wärmeleitfähigkeit: Wenn es andere Möglichkeiten gibt, Wärme durch den Mate * Rial, mit Ausnahme der Wärmeleitfähigkeit, die Ergebnisse von Messungen, die unter dem vorliegenden Testverfahren hergestellt wurden, übertragen. scheinbare oder effiziente Wärmeleitfähigkeit darstellen.

3.2 8 Diese Norm gilt die folgende Notation:

3.2.1 x m (t), w / (m k) - Wärmeleitfähigkeit von Referenzproben in Abhängigkeit von der Temperatur.

3.2.2 ECI, W / (M K) ist die Wärmeleitfähigkeit der oberen Referenzprobe.

3.2.3 xjj '. 8T / (M K) ist die Wärmeleitfähigkeit des unteren Referenzprobens.

3.2.4 EDT), W / (M K) - Die Wärmeleitfähigkeit der Testprobe, die an den Wärmeaustausch in nicht * verrückt angepasst ist.

3.2.5 x "$ (t), w / (m k) - Die Wärmeleitfähigkeit der Testprobe, berechnet, berechnet, ohne den Änderungsantrag für den Wärmeaustausch zu berücksichtigen.

3.2.6\u003e u (7), w / (m k) - Wärmeleitfähigkeit der Isolierung je nach Temperatur.

3.2.7 g, k - absolute Temperatur.

3.2.8 Z, M - Abstand, gemessen vom oberen Ende des Pakets.

3.2.9 /, M - Länge der Testprobe.

3.2.10 g (, k - Temperatur bei Z R

3.2.11 Q ", W / M 2 - Wärmefluss pro Flächeneinheit.

3.2.12 SKH usw. - Abweichungen von X. G. Dr.

3.2.13 g A, M - Radius der Testprobe.

3.2.14 g, m - der innere Radius der Sicherheitsschale.

3.2.15 F 9 (Z), k ist die Temperatur der Sicherheitsschale, abhängig von der Entfernung Z.

4 Wesen der Methode

4.1 ALLGEMEINES Schema eines stationären eindimensionalen Wärmeflusses mit oh * Ein früherer Heizgerät ist in Abbildung 1 dargestellt. Testprobe mit einer unbekannten Wärmeleitfähigkeit x s. mit einer geschätzten spezifischen Wärmeleitfähigkeit x S // s. Installieren Sie unter Last zwischen zwei Referenzproben mit der Wärmeleitfähigkeit von X m, mit demselben Bereich querschnitt und spezifische Wärmeleitfähigkeit x ^ // ^. Das Design ist ein Paket, das aus einer Scheibenheizung mit einem Testprobe und Referenzproben auf jeder Seite zwischen dem Heizgerät und dem Kühlkörper besteht. Im Testpaket wird ein Temperaturgradient erzeugt, Wärmeverluste werden durch Verwendung eines Längssicherungsheizgeräts mit einer Annäherung des gleichen Temperaturgradienten minimiert. Nach jeder Probe fließt ungefähr die Hälfte der Energieströme. 8 Gleichgewichtsbedingung Der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient wird basierend auf den gemessenen Sorten der Temperatur der Testprobe und den entsprechenden Referenzproben und der Wärmeleitfähigkeit von Referenzmaterialien bestimmt.

4.2 Macht an das Paket anwenden, um einen guten Kontakt zwischen den Proben zu gewährleisten. Die Verpackung ist von Isoliermaterial mit der Wärmeleitfähigkeits-Isolierung umgeben, die in einer Sicherheitseinheit mit einem Radius von G 8 eingeschlossen ist, der bei Temperaturen t d (2) liegt. Stellen Sie den Temperaturgradienten in der Verpackung ein, indem Sie den oberen Teil bei Temperaturen T T und den Boden bei der Temperatur t aufrechterhalten. Die Temperatur T 9 (Z) ist in der Regel ein linearer Temperaturgradienten, der annähernd geeigneter Gradienten in der Testpaket installiert ist. Kann eine isotherme Sicherheitsheizung mit einer Temperatur t? (Z). gleich der Durchschnittstemperatur der Testprobe. Es wird nicht empfohlen, das Design der Messzelle des Geräts ohne Sicherheitsheizer aufgrund möglicher großer thermischer Verluste, insbesondere bei erhöhten Temperaturen, zu verwenden. In dem stationären Zustand werden Temperaturgradienten entlang der Grundlage basierend auf den gemessenen Temperaturen entlang zweier Referenzabtastungen und der Testprobe berechnet. Der Wert von x "s ausschließlich von Änderungsanträgen an den Wärmeaustausch wird von der Formel berechnet (die Symbole sind in Abbildung 2 dargestellt).

T 4-g 3 2 u 2 -z, z e -z 5

wo r, temperatur bei z ,. K T 2 - Temperatur bei Z 2, K g 3 - Temperatur in Z 3. ZU

GOST R 57967-2017.

G 4 - Temperatur in Z 4. ZU;

G 5 - Temperatur bei Z S. ZU:

G - Temperatur bei z e. ZU:

Z, - Koordinate des 1. Temperatursensors, m;

ZJ - Koordinate des 2. Temperatursensors, M;

Z 3 - Koordinate des dritten Temperatursensors, m;

Z 4 - Koordinate des 4. Temperatursensors M;

Z 5 - Koordinate des 5. Temperatursensors, M;

Z E - Koordinaten 6\u003e TH Temperatursensor, m.

Ein solches Schema ist idealisiert, da er den Wärmeaustausch zwischen dem Paket und der Isolierung an jedem Punkt nicht berücksichtigt, und der gleichmäßige Wärmeübertragung an jeder Grenze der Trennabmessungen und der Testprobe. Die durch diese beiden Annahmen verursachten Fehler können sich viel ändern. Aufgrund dieser beiden Faktoren sollten Einschränkungen für diese Testmethode bereitgestellt werden. Falls erforderlich, um die notwendige Genauigkeit zu erreichen.

1 - Temperaturgradient in der Sicherheitsschale: 2 - Temperaturgradient in der Verpackung; 3 - Thermoelement: 4 - Klammer.

S - TOP-Heizung. B - oberes Referenzprobe: 7 - Untere Referenzprobe, B - Unterheizung: B - Kühlschrank. 10 - Upper Secure Natreahel: und - Inzia Wildheizung

Abbildung 1 - Schema einer typischen getesteten Paket- und Sicherheitsschale, die die Übereinstimmung von Temperaturgradienten zeigt

GOST R 57967-2017.

7

b.

Gekühlt нг.

Olya oimshpram.

Isolierung; 2 - Sicherheitsheizung. E - Metall- oder Keramiksicherheitsschale: 4 - Heizung. S ist ein Referenzprobe, B - Testprobe, x - ungefähre Position des Thermoelements

Abbildung 2 - Diagramm des Verfahrens des eindimensionalen stationären Wärmeflusses unter Verwendung eines Sicherheitsheizgeräts, das mögliche Standorte von Temperatursensoren angibt

5 Ausrüstung und Materialien

5.1 Referenzproben.

5.1.1 Für Referenzproben sollten Referenzmaterialien oder Standardmaterialien mit bekannten Wärmeleitfähigkeitswerten verwendet werden. Tabelle 1 zeigt einige der allgemein akzeptierten Referenzmaterialien. Fig. 3 zeigt eine ungefähre Änderung\u003e. M mit Tempera * Tour.

GOST R 57967-2017.

TYPLOFOOODOOST, IML ^ M-K)

Abbildung 3 - Referenzwerte der Wärmeleitfähigkeit von Referenzmaterialien

Hinweis - ausgewählt für Referenzproben Das Material muss die Wärmeleitfähigkeit aufweisen, die der Wärmeleitfähigkeit des gemessenen Materials am nächsten ist.

5.1.2 Tabelle 1 ist nicht erschöpfend, und andere Materialien können als Referenz verwendet werden. Das Referenzmaterial und die Quelle der Werte des X M müssen im Testprotokoll angegeben werden.

Tabelle 1 - Referenzdateneigenschaften von Referenzmaterialien

GOST R 57967-2017.

Ende der Tabelle 1.

Tabelle 2 - Wärmeleitfähigkeit von Elektrolyteisen

Temperatur. ZU	Wärmeleitfähigkeit. W / (mk)

GOST R 57967-2017.

Tabelle 3 - Wolfram-Wärmeleitfähigkeit

Temperatur, K.	Wärmeleitfähigkeit. 6t / (Mk)

GOST R 57967-2017.

Tabelle 4 - Wärmeleitfähigkeit von austenitischem Stahl

Temperatur. ZU	Wärmeleitfähigkeit, w / (m k)

GOST R 57967-2017.

Ende der Tabelle 4.

5.1.3 Anforderungen an alle Referenzmaterialien umfassen die Stabilität der Eigenschaften in den gesamten Betriebstemperaturbereich, die Kompatibilität mit anderen Komponenten der Messzelle der Vorrichtung, der Leichtigkeit der Befestigung des Temperatursensors und der genau bekannten Wärmeleitfähigkeit. Da Fehler aufgrund von Wärmeverlust für eine bestimmte Zunahme von k proportional zur Änderung in K und JK S sind, sollte das Referenzmaterial c) für Referenzproben verwendet werden. m. Am nächsten an\u003e. s.

5.1.4 Wenn die Wärmeleitfähigkeit der Testprobe K S zwischen den Wärmeleitfähigkeitswerten der beiden Referenzmaterialien liegt, ist das Referenzmaterial mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit zu verwendend und ist zu verwenden. Um den gesamten Temperaturabfall entlang des Pakets zu reduzieren.

5.2 Isoliermaterialien

Als Isoliermaterialien werden Pulver, dispergierte und faserige Materialien verwendet, um den radialen Wärmefluss in den Ringraum und den Wärmeverlust entlang der Verpackung zu reduzieren. Es ist notwendig, mehrere Faktoren bei der Auswahl der Isolierung zu berücksichtigen:

Die Isolierung sollte im erwarteten Temperaturbereich stabil sein, einen niedrigen Wärmeleitfähigkeitswert aufweisen und einfach zu verwenden sein;

Die Isolation sollte die Komponenten der Messzelle der Vorrichtung, beispielsweise Temperatursensoren, nicht verschmutzen, es sollte eine geringe Toxizität aufweisen, und es sollte keine geringe Toxizität und nicht ein Bill-Austritt haben.

Verwenden Sie normalerweise Pulvern und feste Partikel, da sie leicht fantastisch sind. Niedrige Fasermatten mit niedriger Dichte können verwendet werden.

5.3 Temperatursensoren.

5.3.1 Bei jedem Referenzprobe müssen mindestens zwei Temperatursensoren und zwei auf der Testprobe installiert werden. Wenn möglich, müssen Referenzmuster und die Testprobe in jeweils drei Temperatursensoren enthalten. Zusätzliche Sensoren sind erforderlich, um die Schicht der Temperaturverteilung entlang der Verpackung oder des Erkennungen eines Fehlers aufgrund des Therapeuten des Temperatursensors zu bestätigen.

5.3.2 Temperaturfühlertyp hängt von der Größe der Messzelle des Geräts, des Temperaturbereichs und der Messzelle ab umfeld In der Messzelle des Instruments, bestimmt durch Isolations-, Referenzproben, Testproben, Testproben und Gas. Um die Temperatur zu messen, kann jeder Sensor, der eine ausreichende Genauigkeit aufweist, verwendet werden kann, und die Messzelle der Vorrichtung muss ziemlich groß sein, so dass die Störung des Wärmeflusses von den Temperatursensoren unbedeutend war. Typischerweise verwendete Thermoelemente. Sie kleine Größen Und die Leichtigkeit der Befestigung macht explizite Vorteile.

5.3.3 Thermoelemente sollten aus Draht mit einem Durchmesser von nicht mehr als 0,1 mm bestehen. Für alle kalten Spa sollte eine konstante Temperatur bereitgestellt werden. Diese Temperatur wird durch eine gekühlte Suspension, einen Thermostat oder eine elektronische Bezugspunktkompensation unterstützt. Alle Thermoelemente sollten entweder vom kalibrierten Draht oder von dem Kabel erfolgen, der vom Lieferanten zertifiziert wurde, um die Grenzwerte des in GOST R 8.585 angegebenen Fehlers sicherzustellen.

5.3.4 Die Thermoelementmethoden sind in Fig. 4 dargestellt. Innere Kontakte können in Metallen und Legierungen erhalten werden, indem einzelne Thermoelemente an Oberflächen (Abbildung 4a) geschweißt werden. SPI Das Thermoelement, geschweißt oder mit einem Kolkom, kann starr mit Schmieden, Zementieren oder Schweißen in engen Nuten oder kleinen Löchern befestigt werden (4p. 4c und 4

5.3.5 In 46 befindet sich das Thermoelement in der radialen Nut, und in Fig. 4c wird das Thermoelement durch das radiale Loch im Material gezogen. 8 Fall der Verwendung von Thermoelementen in einer Schutzhülle oder eines Thermoelements, sowohl Thermoelement, die sich in einem elektrischen Isolator mit zwei befinden

GOST R 57967-2017.

löcher kann die Thermoelementbefestigung verwendet werden, die in 4D gezeigt ist. In den letzten drei Fällen sollte das Thermoelement mit einem geeigneten Klebstoff oder einem Hochtemperaturleser thermisch mit der festen Oberfläche verbunden sein. In Fig. 8, die in Fig. 4 gezeigt sind, sollten Härtungsdrähte auf Oberflächen, Drahtbindungen in isothermen Zonen, Wärmeerdung von Drähten auf einem Sicherheitsgehäuse oder einer Kombination von allen drei einschließen.

5.3.6 Da die Ungenauigkeit des Temperatursensors zu großen Fehlern führt. Besonderes Augenmerk sollte auf die Definition des korrekten Abstands zwischen den Sensoren und der Berechnung eines möglichen Fehlers infolge von Ungenauigkeiten bezahlt werden.

b - Innenkäse mit abgetrennten Thermoelementen, mit den Testproben oder Referenzproben geschweißt, so dass das Signal das Material durchläuft. 6 - Radiale Nut auf einer ebenen Oberfläche der Befestigung eines nackten Drahtes oder eines Thermoelements Sensor mit keramischer Isolierung; C ist ein kleines radiales Loch, das durch eine Testprobe oder Referenzproben gebohrt wird, und nicht isoliert (es ist zulässig, wenn das Material ein elektrischer Isolator ist) oder ein isoliertes Thermoelement, das durch das Loch gestreckt ist: D - ein kleines Radialloch, gebohrt ■ Testprobe oder Referenzproben und Thermoelement, das sich um das Loch befindet

Abbildung 4 - Befestigung des Thermoelements

Hinweis - In allen Fällen sollten Thermoelemente thermisch gehärtet oder thermisch auf die Sicherheitsschale geerdet werden, um den Messfehler aufgrund des Wärmeflusses bis zum oder aus dem heißen Spa zu minimieren.

5.4 Ladungssystem.

5.4.1 Prüfverfahren erfordert ein gleichmäßiger Wärmeübergang über die Grenze des Abschnitts von Referenzabtastwerten und der Testprobe, wenn sich die Temperatursensoren in einem Abstand in den Grenzen des Teils der Partition befinden. Dazu ist es notwendig, einen einheitlichen Kontakt sicherzustellen

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das Tyal der benachbarten Zonen der Referenzabtastungen und der Testprobe, die durch Anlegen der axialen Belastung in Kombination mit dem leitfähigen Medium an der Schnittstelle erzeugt werden können. Es wird nicht empfohlen, Messungen in einem Vakuum durchzuführen, wenn keine DDI-Schutzziele erforderlich sind.

5.4.2 Beim Testen von Materialien mit geringer Wärmeleitfähigkeit werden dünne Testproben verwendet, sodass Temperatursensoren nahe an der Oberfläche installiert werden müssen. In solchen Fällen sollte an den Grenzflächen eine sehr dünne Schicht mit hoher thermisch leitender Flüssigkeit, Paste, weichem Metallfolie oder Bildschirm eingeführt werden.

5.4.3 Bei der Gestaltung des Messinstruments sollten Elemente zur Überlappung und dauerhaften Beladung eines Pakets bereitgestellt werden, um den Grenzflächenwiderstand an den Grenzen der Referenzabtastwerte und der Testprobe zu minimieren. Die Last kann pneumatisch, hydraulisch, der Wirkung der Feder oder der Stelle der Ladung angelegt werden. Die obigen Lastanwendungsmechanismen sind konstant, wenn Sie die Packungstemperatur ändern. In einigen Fällen kann die Festigkeit zur Komprimierung der Testprobe so gering sein, dass die angelegte Kraft auf das Gewicht des oberen Referenzprobens beschränkt sein muss. In diesem Fall sollte den Fehlern besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden, die durch schlechten Kontakt verursacht werden können, für die sich die Temperatursensoren von jeder Störung des Wärmeflusses an den Grenzflächen befinden müssen.

5.5 Sicherheitsschale

5.5.1 Eine Packung, bestehend aus einer Testprobe und Referenzproben, muss in einer Schutzhülle mit einer ordnungsgemäßen kreisförmigen Symmetrie eingeschlossen sein. Die Sicherheitsschale kann metallisch oder keramisch sein, und sein innerer Radius sollte so sein, dass das Verhältnis von G ^ g a im Bereich von 2,0 bis 3,5 liegt. Die Sicherheitsschale muss mindestens einen Sicherheitsheizgerät enthalten, um das Temperaturprofil der Hülle einzustellen.

5.5.2 Die Sicherheitsschale muss so gestaltet und funktionieren, dass seine Oberflächentemperatur entweder isothermisch und ungefähr gleich der Durchschnittstemperatur der Testprobe ist oder ein ungefähres lineares Profil aufweist, das an den oberen und unteren Enden der koordiniert ist Sicherheitsschale mit den entsprechenden Positionen des Oder-Pakets. In jedem Fall sollten mindestens drei Temperatursensoren an einer Sicherheitsschale in vorkorrodinösen Punkten (siehe Abbildung 2) zum Messen des Temperaturprofils installiert werden.

5.6 Messgeräte.

5.6.1 Die Kombination des Temperatursensors und des zum Messen des Ausgangssignals des Sensors verwendeten Messinstruments muss ausreichend sein, um die Genauigkeit der Temperaturmessung ± 0,04 K und den absoluten Fehler weniger als ± 0,5% zu gewährleisten.

5.6.2 Messgeräte des DDA dieser Methode müssen die gewünschte Temperatur und Messung aller jeweiligen Ausgangsspannungen mit einer Genauigkeit der Genauigkeit der Genauigkeit der Temperaturmessgenauigkeit aufrechterhalten temperatursensoren..

6 Vorbereitung zum Testen

6.1 Anforderungen an Testproben

6.1.1 Die Testproben unter Ermittlern unter dieser Methode sind nicht auf die Süßigkeitsgeometrie beschränkt. Am meisten bevorzugt die Verwendung zylindrischer oder prismatischer Proben. Die Leitfähigkeitsbereiche der Testprobe und der Referenzproben sollten mit einer Genauigkeit von 1% iger gleich sein, und jeder Unterschied in dem Bereich sollte bei der Berechnung des Ergebnisses berücksichtigt werden. Bei einer zylindrischen Konfiguration sollten die Radien der Testproben- und Referenzproben mit einer Genauigkeit von ± 1% koordiniert werden. Und der Radius der Testprobe G a sollte so sein, dass R b FR A von 2,0 bis 3,5 beträgt. Jede untersuchte flache Oberfläche und die Referenzproben sollten flach mit einer Oberflächenrauheit sein, die nicht mehr als R A 32 gemäß GOST 2789 ist. Und Normal an jeder Oberfläche sollte parallel zur Achse der Probe mit einer Genauigkeit von bis zu ± 10 sein Mindest.

Wenden Sie N und E an - in einigen Fällen ist diese Anforderung nicht erforderlich. Beispielsweise können einige Geräte aus Referenzproben und Testproben mit hohen Werten\u003e bestehen. M und\u003e. s. Wenn Fehler wegen Wärmeverluste für lange Abschnitte unbedeutend sind. Solche Abschnitte können ausreichend Länge haben, erlauben

GOST R 57967-2017.

es ist, die Temperatursensoren in einem ausreichenden Abstand von den Kontaktstellen zu sichern, wodurch die Gleichmäßigkeit des Wärmeflusses gewährleistet ist. Die Länge der Testprobe muss auf der Grundlage von Informationen über den Radius- und Wärmeleitfähigkeit ausgewählt werden. Wann). und höher als die Wärmeleitfähigkeit von Edelstahl, können lange Testproben mit einer Länge von 0G A verwendet werden. "1. Solche langen Testproben können lange Abstände zwischen Temperatursensoren verwenden, und dies verringert den aufgrund von Ungenauigkeiten in der Lage von der Sensor Wann). m unterhalb der Wärmeleitfähigkeit von Edelstahl muss die Länge der Testprobe reduziert werden, da der Messfehler aufgrund von Wärmeverlust zu groß wird.

6.1.2 Sofern nicht anderweitig im Regulierungsdokument oder technischer Dokumentation des Materials festgelegt. Verwenden Sie zum Testen eine Testprobe.

6.2 Ausrüstungseinstellung.

6.2.1 Kalibrier- und Ausrüstungskalibrierung erfolgt in den folgenden Fällen:

Nach Montage der Ausrüstung:

Wenn das Verhältnis von x m bis x s weniger als 0,3 beträgt. oder mehr als 3. und wählen Sie die Wärmeleitfähigkeitswerte nicht möglich;

Wenn die Form der Testprobe ein komplexer oder testprobe klein ist:

Wenn es Änderungen gab geometrische Parameter Messzelleninstrument;

Wenn entschieden wurde, die Materialien von Referenzproben oder Isolierungen außer den in den Abschnitten 6.3 und 6.4 gezeigten Materialien zu verwenden

Wenn das Gerät zuvor mit genug funktioniert hat hohe Temperaturenbei dem sich die Eigenschaften von Komponenten ändern können, wie z. Zum Beispiel die Empfindlichkeit des Thermoelements.

6.2.2 Die angegebenen Prüfungen sollten durch Vergleich von mindestens zwei Referenzmaterialien wie folgt durchgeführt werden:

Wählen Sie das Bezugsmaterial aus, dessen Wärmeleitfähigkeit der beabsichtigten Wärmeleitfähigkeit der Testprobe am nächsten ist:

Die Wärmeleitfähigkeit der X-Testprobe aus dem Bezugsmaterial aus dem Bezugsmaterial wird unter Verwendung von Referenzproben aus einem anderen Referenzmaterial gemessen, das X ist, der dem Wert der Testprobe am nächsten ist. Beispielsweise kann die Prüfung an der Satalprobe ausgeführt werden. Verwenden von Referenzproben aus Edelstahl. Wenn die gemessene Wärmeleitfähigkeit der Probe mit dem Wert von Tabelle 1 nach dem Anwenden der Wärmeaustauscherveränderung nicht übereinstimmt, ist es erforderlich, die Fehlerquellen zu ermitteln.

7 Tests.

7.1 Wählen Sie Referenzproben, so dass ihre Wärmeleitfähigkeit die gleiche Größenordnung ist, die für die Testprobe erwartet wird. Nachdem die erforderlichen Referenzproben mit Temperatursensoren und deren Anlagen in der Messzelle ausgestattet ist, ist die Testprobe mit ähnlichen Mitteln ausgestattet. Die Testprobe wird in das Gehäuse eingesetzt, so dass er zwischen den Referenzabtastwerten und in Kontakt mit den benachbarten Referenzabtastwerten mindestens 99% des Bereichs jeder Oberfläche angeordnet ist. Zur Verringerung der Oberflächenwiderstand kann eine weiche Folie oder ein anderes Kontaktmedium verwendet werden. Wenn die Messzelle während des Tests vor der Oxidation geschützt sein muss oder wenn die Messung einen bestimmten Gas- oder Gasdruck zur Steuerung von X / T erfordert, wird die Messzelle gefüllt und durch ein montiertes Druckgas gespült. Um das Paket zu laden, muss die Leistung angewendet werden, um die Auswirkungen des ungleichmäßigen Wärmewiderstands an der Grenze der Phasentrennung zu verringern.

7.2 Enthält die oberen und unteren Heizungen an beiden Enden der Verpackung und stellen bis dahin ein. Während der Temperaturdifferenz zwischen Punkten 2 und ZJ. Z3 und Z 4. Und auch Z S und 2 ^ sind nicht größer als der 200-fache Fehler des Temperatursensors, jedoch nicht mehr als 30 K. und die Testprobe erfolgt nicht mit der zur Messung erforderlichen Durchschnittstemperatur. Obwohl. Da das genaue Temperaturprofil entlang der Sicherheitsschale nicht für 3 benötigt wird, ist die Leistung der Sicherheitsheizgeräte an diese LOR eingestellt, während das Temperaturprofil entlang der Schale-Tg / s-Rohrlänge und der Seite ist, um die Wärmeleckage durch zu beseitigen die Enden des Geräts (Rohre).

Das Rohr ist auf Suspensionen oder auf Ständen in einem Abstand von 1,5 bis 2 m vom Boden, Wänden und Decken des Raums installiert.

Die Temperatur des Rohrs und der Oberfläche des Testmaterials wird durch Thermoelemente gemessen. Bei der Prüfung ist es notwendig, die Stromversorgung der Sicherheitsabschnitte anzupassen, um die Temperaturdifferenz zwischen dem Arbeits- und Sicherheitsabschnitt zu beseitigen
mi. Tests werden mit einem stetigen Wärmebetrieb durchgeführt, bei dem die Temperatur an den Oberflächen des Rohrs und des Isoliermaterials 30 Minuten konstant ist.

Der Stromverbrauch des Arbeitsheizers kann als Wattmeter und ein separater Voltmeter und Amperemeter gemessen werden.

Wärmeleitfähigkeit von Material, w / (m ■ ° C),

X -_____ D.

Wo D. - der Außendurchmesser des Testprodukts, m; D. - Der Innendurchmesser des Testmaterials M; - Temperatur auf der Oberfläche des Rohrs, ° C; T. 2 - Temperatur an der Außenfläche des Testprodukts, ° C; I - Länge des Arbeitsabschnitts der Heizung, m.

Neben der Wärmeleitfähigkeit können Sie auf diesem Gerät die Größe des Wärmeflusses in der Wärmeisolationsstruktur aus einem oder anderen Wärmedämmungsmaterial messen. Thermischer Strom (w / m2)

Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit basierend auf den Methoden des nichtstationären Wärmeablaufs (dynamische Messmethoden). Methoden basieren auf der Messen nicht stationärer Wärmeflüsse (Methoden dynamischer Messungen), kürzlich werden alle breiteren, um die thermophysischen Werte zu ermitteln. Der Vorteil dieser Methoden ist nicht nur eine Vergleichsgeschwindigkeit von Experimenten, sondern und Eine größere Menge an Informationen, die in einer Erfahrung erhalten werden. Hier wird noch einmal noch einmal zu anderen Parametern des überwachten Prozesses hinzugefügt. Aufgrund dessen dadurch nur die dynamischen Methoden ermöglichen, die thermophysikischen Eigenschaften von Materialien wie Wärmeleitfähigkeit, Wärmekapazität, Temperatur, Kühlung (Heizung) gemäß den Ergebnissen eines Experiments zu erhalten

Derzeit gibt es eine große Anzahl von Methoden und Geräten zum Messen dynamischer Temperaturen und Wärmeflüsse. Sie sind jedoch alle verlangen kennt
Spezifische Bedingungen und die Einführung von Änderungen an die erzielten Ergebnisse, da der Prozess der Messung von thermischen Werten von der Messung der Werte anderer Natur (mechanisch, optisch, elektrisch, akustisch usw.) mit seiner signifikanten Trägheit abweicht.

Daher unterscheiden sich Methoden, die auf Messung stationärer Wärmeflüsse basieren, von den in Betracht gezogenen Verfahren unterscheiden signifikant größere Identität zwischen Messergebnissen und den wahren Werten der gemessenen Wärmewerte.

Perfektionen über B und E und E Dynamische Messmethoden gehen in drei Richtungen. Erstens ist es die Entwicklung der Methoden zur Analyse von Fehlern und die Einführung von Änderungen an den Messergebnissen. Zweitens die Entwicklung von automatischen Korrekturvorrichtungen, um dynamische Fehler auszugleichen.

Betrachten Sie die beiden in der UdSSSR häufigsten Methoden, die auf dem Messen des nicht stationären Wärmeflusses basieren.

1. Methode des regulären thermischen Regimes mit Bikal-Rimeter. Bei der Anwendung dieses Verfahrens können verschiedene Arten von Biclorimetern-Design verwendet werden. Betrachten Sie einen von ihnen - einem kleinen flachen Bixal-Meter vom Typ MPB-64-1 (Abb. 25), der entworfen wurde
Zur Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit von halbstarren, faserigen und massenwärtigen Wärmedämmstoffen bei Raumtemperatur.

Die MPB-64-1-Vorrichtung ist eine zylindrische Form einer Steckschale (Körper) mit einem Innendurchmesser von 105 mm, im Zentrum, das im Kern mit montiert gebaut ist im Es ist eine Heizung und Batterie der differentiellen Thermoelemente. Das Gerät besteht aus Duraluminium Mark d16t.

Das Thermobatrum aus Differential-Thermoelementen Bicked-Rimeter ist mit Kupferkupfer-Thermoelementen ausgestattet, dessen Durchmesser der Elektroden 0,2 mm beträgt. Die Enden der Wendungen der Thermobatare werden an den Messingblättern der Ringe des Fiberglass entfernt, mit BF-2-Klebstoff und dann durch die Drähte an die Gabel imprägniert. Heizelement ausNichromedraht mit einem Durchmesser von 0,1 mm, auf einer kreisförmigen Platte mit einem Huhn BF-2 geschätzt Glas Stoffe. Die Enden des Drahts des Heizelements sowie der Enden des Thermobatardrahts werden an den Messingringen und weiter durch den Stecker an die Stromquelle angezeigt. Das Heizelement kann durch einen Wechselstrom von 127 V angetrieben werden.

Das Gerät ist aufgrund der Dichtung aus Vakuumgummi versiegelt, die zwischen dem Gehäuse und den Deckeln sowie dem Drüsenkissen (Penkovo-Sucron) zwischen dem Griff, dem Bobb ausgerissen und dem Gehäuse gelegt wird.

Thermoelemente, Heizung und ihre Schlussfolgerungen sollten aus dem Gehäuse gut isoliert sein.

Die Abmessungen der Testproben sollten den Durchmesser nicht überschreiten 104 mm und dick-16 mm. Auf dem Gerät erzeugt gleichzeitig einen Test von zwei Twin-Proben.

Der Betrieb des Geräts basiert auf dem folgenden Prinzip.

Der Prozess des Kühlens des Feststoffs, der auf die Temperatur erhitzt wird T.° und am Mittwoch mit Temperatur ©<Ґ при весьма большой теплопередаче (а) от тела zuDas Medium ("-\u003e - 00) und bei konstanter Temperatur dieses Mediums (0 \u003d const) ist in drei Stufen unterteilt.

1. Temperaturverteilung. im Der Körper ist zunächst ein zufälliger Charakter, dh es gibt einen ungeordneten thermischen Modus.

2. Im Laufe der Zeit wird die Kühlung bestellt, d. H. Das reguläre Regime kommt, in dem
Die Temperaturänderung an jedem Körper des Körpers gehorcht das exponentielle Gesetz:

Q - Aue .- "1

Wobei © eine erhöhte Temperatur in einem bestimmten Punkt des Körpers ist; U - einige Punktkoordinatenfunktion; E-Fundament der natürlichen Logarithmen; T - Zeit vom Beginn der Kühlung des Körpers; t - das Kühlungstempo; A ist je nach den Anfangsbedingungen ein konstantes Gerät.

3. Nach dem regulären Kühlmodus wird durch das Einsetzen des Wärmekörpergleichgewichts mit der Umgebung gekennzeichnet.

Temp-Kühlung T nach Differenzierung des Ausdrucks

Durch T. in Koordinaten IM.IM-T. Es wird wie folgt ausgedrückt:

Wo ABER und IM - Konstanten des Geräts; VON - Die Gesamtwärmkapazität des Testmaterials entspricht dem Produkt der spezifischen Wärmekapazität des Materials auf seiner Masse, J / (kg- ° C); T - die Kühlrate, 1 / h.

Der Test wird wie folgt durchgeführt. Nach dem Platzieren der Proben in das Gerät wird die Vorrichtungsabdeckung mit einer Mutter mit einem Rändel mit einer Mutter dicht in das Gehäuse gedrückt. Die Vorrichtung wird in einen Thermostat mit einem Rührer abgesenkt, beispielsweise ein Thermostat von TC-16, der mit Wassertemperatur gefüllt ist, und verbindet dann die Thermoplace der Differentialthermoelemente an das Galvanometer. Das Gerät wird in einem Thermostat aufbewahrt, um die Temperatur der äußeren und inneren Oberflächen der Proben des Testmaterials anzuheben, das vom Galvanometer aufgezeichnet wird. Danach umfasst der Kernheizgerät. Der Kern wird im Thermostat auf eine Temperatur von mehr als 30 bis 40 ° erhitzt und dann den Heizgerät ausschalten. Wenn der Pfeil des Galvanometers in die Skala der Skala zurückkehrt, notieren Sie den Ermessen des Galvanometers, der rechtzeitig abnimmt. Total Record 8-10 Punkte.

In dem Koordinatensystem 1P0-T ist ein Diagramm gebaut, der die Art einer geraden Linie an einigen Punkten der Abszisse-Achse und der Ordinate aufweisen sollte. Berechnen Sie dann den Tangentenwinkel der Neigung des resultierenden Direkts, der den Wert des Abkühlvorgangs des Materials ausdrückt:

__ In 6t. - IM. O2. __ 6 02

Tiu. - - J.

T2 - TJ 12 - "EL

Wo BI und 02 die entsprechenden Ordinaten für TI und T2-Zeit sind.

Wiederholung wiederholen und erneut die Kühlrate ermitteln. Wenn die Diskrepanz bei den Werten der Kühlrate, berechnet, die während des ersten und des zweiten Experiments berechnet werden, weniger als 5%, auf diese beiden Experimente beschränkt sind. Der Durchschnittswert der Kühlrate wird durch die Ergebnisse von zwei Experimenten bestimmt und berechnet die Wärmeleitfähigkeit des Materials, W / (m * ° C).

X \u003d (A + YASure) / und.

Beispiel. Das Testmaterial ist eine Mineralwollmatte auf einem phenolischen Bindemittel mit einer durchschnittlichen Dichte in einem trockenen Zustand von 80 kg / m3.

1. Berechnen Sie die Größe des in der Vorrichtung angeordneten Probenmaterials,

Wobei der RP ein Material ist, das in einer zylindrischen Kapazität der Vorrichtung, kg ist; Vn. - das Volumen eines zylindrischen Tanks der Vorrichtung von 140 cm3; PCP - Durchschnittliche Materialdichte, G / cm3.

2. Bestimmen Komposition BCYP. , Wo IM - eine Vorrichtung konstant, gleich 0,324; C ist die spezifische Wärmekapazität des Materials von 0,8237 kJ / (kg-k). Dann Vsr \u003d. =0,324 0,8237 0,0224 = 0,00598.

3. Ergebnisse Beobachtungen für Kühlproben im Gerät in der Zeit sind wir in der Tabelle. 2

Diskrepanzen in den Werten der Kühlrate T und T2 liegen weniger als 5%, sodass Wiederholungsexperimente nicht erzeugt werden können.

4. Berechnen Sie das durchschnittliche Kühlungstempo

T \u003d (2,41 + 2,104) / 2 \u003d 2.072.

Alle notwendigen Werte kennen, zählen wir die Wärmeleitfähigkeit

(0.0169 + 0,00598) 2.072 \u003d 0,047 W / (M-K)

Oder w / (m- ° c).

Gleichzeitig betrug die Durchschnittstemperatur der Proben 303 bis 30 ° C in der Formel 0,0169-L (die Vorrichtung konstant).

2. Sondenmethode. Es gibt mehrere Sorten der Sondenmethode zum Bestimmen der Wärmereitung
Die Isoliermaterialien, die von den anwendbaren Geräten und den Prinzipien der Erwärmung der Sonde voneinander abweichen. Betrachten Sie eine dieser Methoden - das Verfahren der zylindrischen Sonde ohne elektrische Heizung.

Diese Methode ist wie folgt. Metallstab mit einem Durchmesser von 5-6 mm (Fig. 26) und eine Länge von etwa 100 mm werden in die Dicke des heißen Wärmedämmungsmaterials und mit Hilfe eines Inneren der Stange injiziert

Thermoelemente bestimmen die Temperatur. Die Temperaturbestimmung erfolgt in zwei Empfängen: Zu Beginn des Experiments (zum Zeitpunkt der Sondenheizung) und am Ende, wenn der Gleichgewichtszustand auftritt, und der Anstieg der Temperatur der Sonde wird beendet. Die Zeit zwischen diesen beiden Zählungen wird mit der Stoppuhr gemessen. H Wärmeleitfähigkeitsmaterial W / (M ° C), R.2cv.

Wo R. - Rangradius, m; VON - spezifische Wärmekapazität des Materials, aus dem die Stange, KJ / (kgh HC) hergestellt ist; V-Volumenstange, M3; T - Zeitintervall zwischen Temperaturreferenzen, H; TX und U-Temperaturen zum Zeitpunkt der ersten und der zweiten Probe, bis oder ° C.

Diese Methode ist sehr einfach und ermöglicht Ihnen, die Wärmeleitfähigkeit des Materials sowohl im Labor als auch in den Produktionsbedingungen schnell zu bestimmen. Es ist jedoch nur für eine grobe Schätzung dieses Indikators geeignet.