绝热材料稳态热阻及有关特性的测定

本标准分三个章节，叙述了使用和设计防护热板装置所需的所有信息：概述；装置和误差分析；试验过程。

传热与测量的性质，大部分传热性质的试验是针对低密度的多孔材料进行的，在这种情况下，材料内部的真实传热情况可能包含辐射。

固相和气相热传导和某些情况的对流传热三种方式的复杂组合，以及它们的交互作用和传质尤其是含湿材料。

对于这些材料通过测量热流量、温度差及尺寸，利用公式计算得到的试件的传热性质常误称为导热系数，可能并不是材料自身的固有性质。

根据ISO9288该性能应被称作传递系数，因为它可能取决于测试条件传递系数在其他地方常被称为表现导热系数或有效导热系数。

在相同的测试平均温度下，传递系数可能在很大程度上取决于试件的厚度或温差。辐射传热是传递系数受试件厚度影响的首要因素。

因此不仅材料本身性质会影响试验结果，而且与计划体制接触的表面的热辐射特性亦会影响试验结果。

辐射传热还导致传递系数与温度有关，当温差超过限定的范围内，各种材料各种测试平均温度的这种影响可用实验检测。

因此当同时提供接触表面的辐射特性时，热阻就能较好地描述试件的热性能。当试件中存在有对流的可能性时如低温下轻质的矿物棉材料。

装置的方向、试件的厚度、温差等可影响传递系数和热阻。对于这种情况，虽然在第3章试验过程中未包括这些试验条件的细节。

也至少要详尽描述试件的几何形状和边界条件，另外评估测量结果时，尤其在实际应用测量结果时应有足够的相关知识。

在测量过程中试件含湿量对传热的影响也是一个复杂因素。因此干燥试件仅需根据标准程序进行试验。

对于含湿材料的试验，需有其他注意事项，本标准不包括这些内容。当按本标准方法确定的传热性质用于预测实际使用情况下的特定材料的热品质时。

尽管其他因素如施工工艺会产生影响，但对所提及的物理原理的知识也是极为重要的。所需背景为了得到正确的结果，防护热板装置的设计和正确的操作，以及试验结果的解释是一项复杂的工作。

需要格外引起注意，建议防护热板装置的设计者、操作者、试验结果的使用者应对被评估的材料、产品和系统内的传热机理应有完整的知识。

并有相关的电气和温度测量经验，特别是对弱电信号测量有一定的了解，也应具备良好的实验室实践技能。

设计者，操作者和数据的使用者对上述各领域知识要求的深度可能不同。设计尺寸和国家标准世界各地存在着很多不同的符合各自国家标准的防护热板装置设计。

并且不断研究、发展以提高设备和测量技术，因此要求一种特定设计或尺寸的装置是不实际的，尤其是总体要求可能相差很大时。

指南由于发现不同形式的装置到可比较结果，本标准给新装置的设计者提供了温度和几何尺寸的范围都足够大。

建议新装置的设计者仔细阅读附录D参考文献，在新装置完工后，建议采用现有的热阻不同的一种多种参考材料进行试验。

附录A列出了本标准阐述的装置性能和试验条件的极限数值，还包含推荐的操作程序和实践知识，以及建议的试件尺寸。

这些会提高一般测量水平有助于改善实验室间对比和合作测量程序。

范围规定了使用防护热板装置测定板状试件稳态传热性质的方法以及传热性质的计算。测量传热性质的绝对法或仲裁法。

只需要测量尺寸、温度和电功率。符合本标准试验方法的报告，试件的热阻不应小于0.1m2·K/W，但不一定在全部范围内达到所述的准确度。

试验结果可表示被测试件的平均可测导热系数；试验结果可表示的导热系数或表现导热系数。

ISO 7345:1987 绝热——物理量和定义

ISO 9229:1991 绝热——材料、产品和体系——词汇

ISO 9251:1987 绝热——传热条件和材料性能——词汇

ISO 9288:1989 绝热——辐射传热—

—物理量和定义

ISO 9346:1987 绝热——传质——物理量和定义

ISO7345或ISO9251确立的以及下列术语和定义适用于本标准
物理量	符号	单位
热流量	Φ	W
热流密度	q	W/m2
热阻1）	R	m2·K/W
热导率	Δ	W/（m2·K）
导热系数2）	λ	W/（m·K）
热阻系数	γ	m·K/W
孔隙率	ε
局部孔隙率	εp
某些情况下，可能需要考虑温差被热流量除，没有特殊的符号来表示此物理量，有时也被称为阻值。 在大多数情况下，和gradT的方向不同（不是由单一常数确定，而是由常数矩阵确定）。此外试件内部位置变化、温度变化以及时间变化都会引起导热系数的变化。

 

表 1 符号和单位
符号	描述	单位
A	在选定的等温面上测得的计量面积	m2
Ag	隔缝面积	m2
Am	计量区域面积	m2
b	从隔缝中心线算起的防护宽度	m
c	不平衡系数	m
cP	热板的比热容	J/(kg·K）
cS	试件的比热容	J/(kg·K）
d	试件的平均厚度	m
d1，d2……，d5	指定试件SI，S2，S3，S4，S5的厚度	m
dp	金属板的厚度	m
e	边缘厚度	-
EA	计量面积的误差	-
Ed	厚度误差	-
Ee	边缘热损失误差	-
EE	电功率值的误差	-
Eg	不平衡的误差	-
Es	不对称误差	-
ET	温度差的误差	-
Eø	热流量的误差	-
g	隔缝宽度	m

 

表 1 符号和单位（续）
符号	描述	单位
ht	单位温度差下的热流密度	W/（m2·K）
2l	隔缝中心到隔缝中心的计量部分边长	m
me	状态调节后的相对质量变化	-
md	干燥后状态调节产生的相对质量变化	-
mr	干燥后相对质量变化	-
mw	试验后相对质量变化	-
M1	来样时试件质量	kg
M2	干燥后试件质量	kg
M3	状态调节后试件质量	kg
M4	试验后试件质量	kg
M5	试验前试件质量	kg
P	周长	m
q	热流密度	W/m2
qe	边缘热流密度	W/m2
r	热阻系数	m·K/W
R	热阻	m2·K/W
Re	边缘绝热热阻	m2·K/W
t	时间	s
T	传递系数	W/（m · K）
T1	试件热面温度	K
T2	试件冷面温度	K
Ta	环境温度（试件周边的温度）	K
Te	试件的边缘温度	K
Tm	平均温度，通常为（T1+T2）/2	K
V	隔缝的温度	m3
y	时间间隔	m
Z1	传递系数的增量	-
Z2	辐射率	-
Z3	导热系数	-
Δd	厚度的增量	m
ΔR	热阻的增量	m2·K/W
ΔT	温差，通常为（T1-T2）	K
ΔTg	隔缝的温差	K
Δt	时间间隔	s
ΔT	传递系数的增量	W/（m · K）
ε	辐射率	-
λ	导热系数	W/（m · K）
λg	隔缝材料的导热系数	W/（m · K）
λt	表观导热系数	W/（m · K）
Λ	热导率	W/（m2·K）
§	孔隙率	-
表 1 符号和单位（续）
符号	描述	单位
§p	局部孔隙率	-
Φ	热流量	W
Φe	边缘热损失的热流量	W
Φe1	边缘热流量	W
Φg	不平衡热流量	W
ΦT	试验时流经试件的热流量	W
ΦW	各种导线引起的热流量	W
Φ0	单位温度不平衡引起的隔缝热流量	W/K
Þd	干试件的密度	Kg/m2
Þp	装置的热板或冷板的密度	Kg/m2
Þ■	经状态调节后试件的密度	W/m2
ón	斯蒂芬-波尔兹曼常数	5.67W/（m2·K4）