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耐火材料導(dǎo)熱系數(shù)試驗儀操作規(guī)程
一、測試原理
穩(wěn)態(tài)一維導(dǎo)熱,電加熱均熱板對試樣熱面加熱;熱量垂直穿過耐火試樣,被底部水冷量熱器循環(huán)冷卻水帶走;采集水流量、進出水溫度、試樣冷熱面溫差,依據(jù)傅里葉定律計算導(dǎo)熱系數(shù) λ。
二、試驗前準備
1、試樣制備
試樣規(guī)格:φ160180mm×1025mm 圓形試樣,無裂紋、缺角,兩端面平整,不平行度≤1mm。
試樣烘干:試樣、墊板置于 110120℃烘干至恒重,冷卻至室溫;水分會造成結(jié)果嚴重失真。
尺寸測量:沿試樣圓周每間隔 120° 測厚度,取算術(shù)平均值;測量直徑,精度 0.02?mm,記錄參數(shù)備用。
2、開機前整機檢查
水路系統(tǒng):恒壓水箱、管路無漏水;去離子水水位充足;確認水路通暢,嚴禁無水啟動加熱。
熱電偶:熱面、冷面熱電偶接線牢固;冷端冰水補償 / 硬件自動補償正常。
爐體爐膛:清理粉塵、纖維殘渣;高鋁纖維、支撐塊完好;爐蓋密封完好。
電氣系統(tǒng):設(shè)備可靠接地;電腦、采集模塊通訊正常。
三、裝樣操作(關(guān)鍵,直接決定測試精度)
降下爐上體,依次擺放:玻璃纖維墊布→墊板,將冷面熱電偶熱端放置墊板正中心。
將烘干后的試樣居中放置墊板上,輕壓,減少接觸面空隙;保證量熱器、墊板、試樣、均熱板四件同軸。
試樣邊緣每隔 120° 安放支撐塊;試樣四周縫隙填充高鋁耐火纖維,封堵嚴實,減少側(cè)向散熱。
安放熱面熱電偶,熱端置于試樣熱面中心上方 1020?mm 處。
放置均熱板于支撐塊上,均熱板與試樣熱面間距 1020?mm;均熱板四周用耐火纖維氈蓋嚴密封。
合上并鎖緊爐上體,爐膛密封無漏氣。
??裝樣最常見錯誤:試樣偏心、四周密封不嚴,側(cè)向散熱導(dǎo)致導(dǎo)熱系數(shù)測試結(jié)果偏低。
四、開機與參數(shù)設(shè)置
開啟恒溫水供水系統(tǒng),打開水循環(huán);調(diào)節(jié)水流量,一般 30120?g/min,高導(dǎo)熱試樣調(diào)大流量,低導(dǎo)熱試樣調(diào)小流量。
開啟主機電源,啟動計算機測試軟件,錄入樣品編號、試樣直徑、厚度、測試溫度。
設(shè)置升溫程序(嚴格執(zhí)行 YB/T4130)
普通耐火磚:升溫速率≤10℃/min,目標溫度恒溫 50?min
硅質(zhì)耐火制品:升溫速率≤5℃/min,目標溫度恒溫 50?min
澆注料 / 不定形耐火材料:升溫速率≤10℃/min,恒溫120?min
確認熱電偶冷端補償正常,啟動爐體加熱升溫。
五、測試運行
設(shè)備升溫到達設(shè)定溫度,進入恒溫階段;系統(tǒng)持續(xù)采集熱面溫度、冷面溫度、進水溫度、出水溫度、水流量。
等待達到熱穩(wěn)態(tài)條件:溫度、水流量、進出口水溫波動穩(wěn)定,軟件自動判定穩(wěn)態(tài),自動采集多組有效數(shù)據(jù)。
單溫度點完整測試 23?h;未達到穩(wěn)態(tài)不得手動結(jié)束試驗。
多溫度點測試:完成一個溫度點后,設(shè)置下一目標溫度,重復(fù)升溫恒溫穩(wěn)態(tài)測量流程。
六、試驗結(jié)束關(guān)機流程(安全重點)
停止電爐加熱,執(zhí)行降溫;爐溫降至 200℃以下,方可開爐取樣,防止高溫沖擊損壞部件、燙傷。
降溫過程水冷循環(huán)不能關(guān)閉;爐溫降到 50℃以內(nèi),再關(guān)閉水路循環(huán)。
軟件保存、導(dǎo)出、打印導(dǎo)熱系數(shù)檢測報告。
升起爐上體,取出試樣,清理爐膛內(nèi)纖維粉塵殘渣。
依次關(guān)閉測試軟件、采集系統(tǒng)、電爐主機、恒溫水槽電源。
七、關(guān)鍵注意事項
?禁止不放置試樣直接升溫,會燒毀均熱板與加熱元件;水路斷水必須立刻停止加熱,保護量熱器。
不定形耐火材料恒溫時間必須足夠,否則無法達到真正熱穩(wěn)態(tài)。
定期校驗:每半年或維修后,使用耐火標準參比試樣校驗整機。
適用范圍:λ=0.12.5?W/(m?K) 耐火磚、澆注料;λ<0.1?W/(m?K) 超輕纖維、氣凝膠測試誤差偏大,不適合本機。
八、常見故障現(xiàn)象
故障現(xiàn)象 | 主要原因 |
導(dǎo)熱系數(shù)結(jié)果偏低 | 試樣偏心、四周纖維密封差,側(cè)向散熱損失大 |
導(dǎo)熱系數(shù)結(jié)果偏高 | 試樣未烘干含水;水流量波動;熱電偶位置偏移 |
溫度波動大 | 供水水壓不穩(wěn);爐膛密封漏氣 |
九、操作難度小結(jié)
軟件自動采集、自動出報告,電腦操作簡單;難點集中在**試樣制備、裝樣同軸密封、水路維護、等待穩(wěn)態(tài)**,操作人員需要經(jīng)過系統(tǒng)培訓(xùn);不適合大批量快速檢測。