ICS 91.120.10 Q 25
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T11833-2014 代替GB/T11833-1989
绝热材料稳态传热性质的测定 圆球法 Determination of steady-state thermal transmission properties of thermal insulation-
Spherical method
2015-02-01实施
2014-06-24发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会 发布 GB/T 11833—2014
前言
本标准按照GB/T1.1--2009给出的规则起草。 本标准代替GB/T11833一1989《绝热材料稳态传热性质的测定 圆球法》，除编辑性的修改外主
要技术变化如下：
删除了部分术语（见第3章）；一增加了“计算表观导热系数时应考虑支承管传递热量的影响”（见第4章）； -增加了外球内径与内球外径之差的一半与试件颗粒直径之比“以20倍为宜。”（见5.1.1)；修改了温度和温差测定系统的灵敏度和准确度要求（见5.1.5.2)；将被测材料的最大粒径修改为“应小于试料层厚度的十分之一”（见6.2)；修改了“附录A热电偶允差及类型”部分内容。 本标准由中国建筑材料联合会提出。 本标准由全国绝热材料标准化技术委员会(SAC/TC191)归口。 本标准负责起草单位：河南建筑材料研究设计院有限责任公司。 本标准主要起草人：张利萍、张茂亮、张维舟、徐元盛、杨艳娟、白召军。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为：
GB/T11833—1989。
I GB/T11833—2014
绝热材料稳态传热性质的测定 圆球法
1范围
本标准规定了使用圆球装置测定颗粒状或粉状材料稳态传热性质的方法。 本标准适用于表观导热系数范围为（0.021.00)W/m·K)干燥材料传热性质的测定。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注且期的引用文件，仅注耳期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T4132绝热材料及相关术语
3术语和定义
GB/T4132界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
试样test sample 按被测材料标准中规定的方法抽样，并缩减到略大于测定所需数量的样品。
3.2
试件testspecimen 装入测定装置中进行测定的试样。
4原理
圆球传热装置由同心设置的发热内球和冷却外球组成，其构造原理如图1所示。内、外球温度稳定时，内球发出的热流量Q径向通过试件传到外球，测定内球发热功率、内球外表面与外球内表面的温度和球体的几何尺寸，可按式（1)计算被测材料的表观导热系数。
入= T,-T2 D2-D ×1
QX
**( 1 )
X
D2×D 2元
式中：入。 被测材料的表观导热系数，单位为瓦每米每开尔文［W/（m·K)]； Q 内球发出的热流量，数值上等于施加在内球发热器上的电功率，单位为瓦（W）； D,-—内球外径，单位为米(m); D2——外球内径，单位为米(m); T, -内球外表面温度，单位为开尔文（K)； T2 - 一外球内表面温度，单位为开尔文（K）。 为减小测量误差，计算表观导热系数时应考虑支承管传递热量的影响。
1 GB/T 11833—2014
说明： B; 内球； B2 外球； C, 内球测温热电偶； C2 外球测温热电偶； H 发热器；
m
支承管；加料口盖子；
S T DI 内球外径； D: 外球内径。
图1圆球装置原理图
5装置 5.1 装置的技术要求 5.1.1装置的尺寸
装置的尺寸随被测材料的颗粒尺寸而定。外球内径与内球外径之差的一半[(D2一D，)/2]应不低于试件颗粒直径的10倍，以20倍为宜。外球内径和内球外径的比值建议在1.4～2.5之间。
2加热单元—内球
5.1.2
内球体为空心厚壁球，由高导热系数的金属材料制成。球面在工作温度下不应与试件和环境有化学反应。圆球的外表面应加工到圆度小于外径的士0.2%。在运行中内球表面的温度不均匀性应小于内、外球温度差的土2%。所有工作表面应处理，使在工作温度下的总半球辐射率大于0.8。内球的空腔内设置电加热器。加热器用绝缘支架制成球形，加热器引线在内球出口处应接成四线制，以便准确测定内球发热功率。引线应避免使用铜线，防止因引线散热而造成显著误差。适当选择电流和电压导线的材料和直径，由电流导线的发热量补偿电压导线的传热损失，可使导线传热引起的误差减至最小。 5.1.3冷却单元——外球
外球体应分成上、下两个半球。上半球的顶部应有一加料孔，加料孔应配有密闭的盖子。加料孔面 2 GB/T11833—2014
积较大时，盖子应采取专门措施防止其温度偏离外球温度。
外球体应控制在恒定的低于加热单元的温度。内表面温度不均匀性应小于测定温差的土2%。金
属球体可用通过恒温的流体来恒温。温度较高时，也可用电加热器进行控温或二者并用。内表面的半球发射率应大于0.8。
内、外球应保持同心，其偏心距离应小于内球外径的2.5%。可采用支承管保持内外球的同心，以防止内球自重压迫试件造成变形。支承管应用低导热系数材料制作，其横截面应尽量小。在任何情况下，由支承管传递的热量应小于内球发热量的5%。
如外球温度低于环境空气的露点，外球上、下半球及盖子的接缝处应设置“O”形密封圈或其他密封措施，防止试件吸潮。 5.1.4防护罩
为减少室内空气波动对外球温度的影响，圆球部分应用防护罩与室内空气隔离。当外球温度显著高于室温或低于室温时，防护罩内宜设置保温层。
5.1.5测定系统 5.1.5.1温度测定传感器宜用热电偶。内、外球温度用埋设在内、外球球体内或球面沟槽中的热电偶测定。热电偶线的直径应小于0.3mm。所有热电偶的允差应满足附录A中专用级的要求。否则，应单独校准筛选，并制定热电对照表。应避免使用铜-康铜热电偶。内球埋设热电偶的数量应不少于四个，上、下半球均匀设置。热电偶位置应避开支承管和上、下半球接缝等温度场可能被扭曲的部位。外球埋设的热电偶数量与内球相同。内、外球热电偶亦可接成温差式，直接测量内、外球的温度差，此时热电偶必须与内、外球体电气绝缘。 5.1.5.2 温度和温差测定系统的灵敏度和准确度应优于温差的士0.2%。 5.1.5.3内球加热功率的测定误差，在全量程范围内均应优于士0.1%。 5.1.6温度控制系统 5.1.6.1 内球加热方式可以为恒热流法或恒温度法，恒温度法可显著缩短测试时间。加热电源宜使用直流供电。采用恒热流法时，加热电压的波动应不超过土0.1%，每2h的飘移应不超过士0.1%；采用恒温度法时，内球外表面温度波动和飘移引起的测试误差应不超过士0.3%。加热功率的波动应不超过士0.3%。 5.1.6.2外球的温度控制系统应控制外球内表面温度的波动和飘移不超过内、外球温差的土0.3%。 5.2装置的校核 5.2.1圆球装置在投人使用前应进行细致的校核，经校核后装置方可正式使用。建议定期校核装置的稳定性。 5.2.2几何尺寸：检查内球的外径及其圆度；外球的内径及其圆度；内、外球同心度。 5.2.3电气绝缘：在工作温度范围的两端重复测定电加热器对球体的电气绝缘应大于1MQ；若采用温差接法，热电偶对球体的电气绝缘应大于1MQ。 5.2.4温度测定系统：球体的试料腔内装人高导热系数材料，在室温保持热平衡。内、外球温度应与室温很接近，干扰电压应在温度测定系统噪声电压范围内。在球体与加热器之间加上加热器预期的最高工作电压，由此引起的读数改变应小于温度测定的允许误差（见5.1.5.2）。外球升温并维持在最高工作温度，内球不加热。热平衡时，内、外球温度应相同，差值应小于热电偶筛选偏差（见5.1.5.1）及温度测定系统的允许误差（见5.1.5.2)之和。 5.2.5温度控制系统：球体试料腔内装人低导热系数材料，以装置设计的最小温差进行测定。检查内球温度的波动和飘移。恒温度法时还应校核加热功率的波动和飘移。再用装置设计时预定的最大导热
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