墙体材料蓄热系数测试方案设计

墙体材料蓄热系数测试方案设计

丁洪益童庭欢王明快 徐泽孙鹏程杨利平小组成员实验原理S=0.51λaρ(W/m2·K)S称为材料的蓄热系数，它表示当物体表面温度波振幅为1℃时，导入物体的最大热流密度。CRM型蓄热系数测定仪是以非稳定导热原理为基础，在实验材料中短时间加热，使实验材料的温度发生变化，根据其变化的特点，通过导热微分方程的解，便可计算出试验材料的导热系数、蓄热系数、导温系数和比热容。主要技术参数1．测试范围：0.01～3w/(m²·K)2．试样组数量：3块3．试样尺寸：200×200×20mm1块200×200×60mm2块4．测试精度：优于3％5．电源电压：220伏6．功率：500WCRM-II型蓄热系数测试仪介绍根据非稳态导热原理建立的导热系数试验装置是由电源、测温仪表及一个面加热器和放置在加热器两侧相同材料的三块试件及测温热电偶组成。仪器装置共分三部分：1、试件部份：包括试件，试件台及夹具。为便于放置热电偶及加热器，试件分成三块、二块厚、一块薄、试件之间夹以热电偶与加热器，并用夹具固紧（如图）。仪器装置2、加热系统：采用硅胶加热器，用4650程控电源作温度控制。3、温度测量系统：温度测量采用直径为0.1mm的铜一康铜热电偶。测量温度的仪表为AI-701数显表。1、对试件的要求：（1）试件三块为一组，其中两块厚，一块薄。试件的长和宽一般等于或大于薄试件厚度的8倍，厚试件和薄试件厚度比应为3：1，通常试件尺寸为：薄试件一块200×200×20mm厚试件两块200×200×60mm若知材料导温系数时,薄试件厚度可按下列数值选用：材料的导温系数：薄试件的厚度：a（m2/h）δ（mm）≤1×10-315～20≥1×10-320～3（2）一组试件必须为同一配比，其比重差应小于5%；（3）试件两表面应平行，且厚度应均匀。薄试件平整度应小于试件厚度的1%。各试件的接触面应平整且结合紧密；（4）粉状材料用围框的办法按上述要求处理；（5）考虑材料的不均匀性，每种材料应取样3～5组。实验步骤2、试件的预处理：（1）测量干燥条件下导热系数时，试件应根据材料本身的技术规定在不同温度条件下进行干燥处理至恒重；（2）测量不同含湿状况下的热特性时，应将干燥试件培养至所需湿度后，放在密闭容器两天以上，再进行测试，要求一组试件的湿度差小于或等于1%。3、测试前的准备工作：（1）称三块试件的重量、测量其尺寸，计算出密度；（2）将试件放在试件台上，按上图放入热电偶及加热器，热电偶的结点放在试件的中心，然后夹具将试件夹紧。对于受压易变形的试件，应采取措施，防止试件变形；（3）设置加热面，测量面温度表的修正值SCb,使其初始温差为“0”,试件的初始温度在2分钟内变化小于±0.1℃，可开始试验。4、手动测量步骤：（1）根据试样比重设置程控电源电压；按下ON开关,启动电源输出电压,加热板开始升温,同时计时器开始计时.当下热电偶温度升高θ（0,t1）≥10℃后,检查计时器是否在4到5分钟,否则要重新设置程控电源电压.记录此时下温度E1,时间t1.当上热电偶温度升高1到10℃后,记录此时上热电偶温度E1′,时间t1′,t1′与t1间隔时间不大于1分钟.（2）按OFF开关,关闭电源,停止升温.记录此时时间t2.t2与t1′间隔时间不大于半分钟.等待3到5分钟后,记录下温度E2,时间t3.将上述数据代入公式计算.一次试验结束，拆卸试件，并装入密闭容器中，待四小时后，按上述试验步骤再进行第二次试验。5、计算机控制操作

合上仪器电源开关，将三块试样按上述方法放置好，打开电脑程序，点击“测试”，检查通信是否正常，然后点击“确定”，进入测试界面。当试样上、下温度稳定后，设置加热面，测量面温度表的修正值SCb,使其加热面，测量面的初始温差基本为“0”,输入试样厚度值，根据试样比重设置程控电源电压值和加热时间，然后点击“确定”，再点击“自动测试”，这时电脑判断初始温度是否稳定，如稳定启动加热电源，开始计时，电脑判断试样能否在规定时间达到规定温升，如不能，要用另一组试样，重新设置电源电压和加热时间，按上述方法进行。当到达设定升温时间后，电脑显示升温时间及过余温度，同时关闭电源，开始降温计时，到达设定降温时间后（5分钟），电脑显示加热面过余温度，同时输出导热系数值，比热值，蓄热系数值。点击“保存”后，输入试样编号，然后点击“确定”，进入EXCEL界面，点击“文件另存为”保存到指定位置即可。6、仪器系统参数标定：

将三块已知数据的标准试样按上述方法放置好，先按上述测试方法进行测试，当显示结果数据后，点击“标定”，输入已知结果数据，再点击“确定”即可。下热电偶上热电偶E1-E0（℃）E0（℃）E1（℃）t1（s）t2(s)T3(s)E0’(℃)E1’（℃）t1’（s）E2（℃）24568数据记录返回返回（1）函数B（y）值：

（E1′-E0′）·√t1′B（y）=——————-------------

（E1-E0）·√t1（2）导温系数：

d2根据B（y）查表得y2值，则：a=——---（m2/h）d为薄试件厚度4t1′y2（3）导热系数：

Q=Ⅰ2R/S

式中R、S分别为加热器的电阻及面积

Q√a·[√t3━√(t3-t2)]

λ=——————————----——----（W/m·K）

(E2-E0)·

√π手动测量结果的计算（4）试件密度按下式计算：ρ=m/V（kg/m3）(5)蓄热系数：S=0.51λaρ(W/m2·K)

函数B（y）表后退如图可直接读数：计算机操作测量结果的计算1、熟悉仪器各附件设备的使用说明；2、当外电源波动较大时，应进行二次稳压；3、定期用标样进行标定，保证测试精度。注意事项一、为什么选择CRM-II型蓄热系数测试仪？解：本仪器符合标准JGJ51-2002《轻骨料混凝土技术规程》，JG158-2004《胶粉聚苯颗粒外墙外保温系统》。适用于保温材料、混凝土材料，塑料，橡胶等材料的热分析检测。其特点是：操作简单、准确度高、试验速度快（一次试验15分钟左右），在一次试验中可同时测出材料的导热系数，蓄热系数，导温系数和