[发明专利]一种高温中防火材料导热率的测定方法

摘要

本发明公开了一种高温中防火材料导热率的测定方法，首先安装高温中防火材料导热率的测定装置；确定防火材料的测量温度，设定加热芯板、低温侧芯板以及电炉的恒定温度；接通电源，调节直流稳定电源的输出电压最高为36V，加热芯板上的单头加热棒A与低温侧芯板上的单头加热棒B开始加热，该装置工作；当电炉、加热芯板和低温侧芯板的温度稳定在各自的设定温度，测读加热芯板上与单头加热棒A相连接的直流稳定电源的电流值和电压值，记录测定数据；根据傅里叶一维平板稳定传热原理的公式，计算出板状防火材试样的导热率K。该发明可测定常温至800℃高温过程中均质、非均质材料和多层复合材料等板状防火材料整体厚度方向上的导热率。

主权项

一种高温中防火材料导热率的测定方法，包括以下步骤：A、首先安装高温中防火材料导热率的测定装置；确定防火材料的测量温度，然后设定加热芯板(1)的恒定温度、低温侧芯板(4)的恒定温度以及电炉(7)的恒定温度；B、接通电源，调节直流稳定电源(10)的输出电压最高为36V，加热芯板(1)上的单头加热棒A(8)与低温侧芯板(4)上的单头加热棒B(8‑1)开始加热，该装置工作，当加热芯板(1)上的热电偶A(9)与低温侧芯板(4)上的热电偶B(9‑1)测得的温度达到各芯板的设定温度，温度调节器(11)调节直流稳定电源(10)从而使单头加热棒A(8)、单头加热棒B(8‑1)停止加热；C、当电炉(7)、加热芯板(1)和低温侧芯板(4)的温度稳定在各自的设定温度，且加热芯板(1)内单头加热棒A(8)的电流和低温侧芯板(4)内单头加热棒B(8‑1)的电流均处于稳定状态时，测读加热芯板(1)上与单头加热棒A(8)相连接的直流稳定电源(10)的电流值和电压值，记录测定数据，实验完毕后，切断电源；D、根据傅里叶一维平板稳定传热的原理，测定稳态时一维热流垂直通过板状防火材试样(2)高温侧到低温侧所散发的热量等于高温侧加热芯板(1)所产生的热量；△t时间内单头加热棒A(8)产生的热量用Q₁表示，通过加热芯板(1)内单头加热棒A(8)的总电压用U表示，通过加热芯板(1)内单头加热棒A(8)的总电流用I表示，待加热芯板(1)内单头加热棒A(8)的电流处于稳定状态时，单头加热棒A(8)产生的热量Q₁＝U×I×Δt；板状防火材试样(2)的导热率用K表示，导热面积用A表示，厚度用Δx表示，传入的热量用Q₂表示，试验所测板状防火材试样(2)高温侧与低温侧的温差用△T表示，温度梯度用ΔT/Δx表示，根据傅里叶定律可得Q₂＝K×A×(△T/△x)×Δt；由于△t时间内单头加热棒A(8)产生的热量Q₁通过加热芯板(1)全部传入板状防火材试样(2)中，即Q₁＝Q₂，所以由Q₁＝Q₂，可得公式：U×I×△t＝K×A×(△T/△x)×Δt，即推导出公式：导热率K＝U×I×A^‑1×(△T/△x)^‑1；E、将测得的板状防火材试样(2)两侧的温度差ΔT和直流稳定电源(10)的电流值和电压值代入上述傅里叶一维平板稳定传热原理的公式中，计算出测量温度下板状防火材试样(2)的导热率K。