耐火材料水流量平板導熱系數測定儀：耐火材料導熱系數試驗爐、耐火材料平板導熱儀

耐火材料水流量平板導熱系數測定儀技術方案

型號:STR-HFM-WF-2025

版本號/日期:V1.0 / 2025-06-05

編制:賽特瑞技術研發部

文件編號:STR-HFM-WF-20250605

一、概述簡介

水流量平板法(Water-Flow-Meter Guarded-Hot-Plate)是一種絕對法導熱系數測試技術,通過測量流經中心量熱器冷卻水的溫升與質量流量,直接計算通過已知厚度試樣的熱流密度,從而得出導熱系數 λ。

本耐火材料導熱系數試驗爐設備依據 YB/T 4130-2005《耐火材料 導熱系數試驗方法(水流量平板法)》設計,適用于 20-1200 ℃、λ 0.02-5 W/(m·K) 的定形及不定形耐火制品,具有控溫精度高、熱平衡判定快、自動化程度高、無需標準試樣校準等特點,是質檢機構、科研院所及耐火企業導熱性能評價的基準裝備。

二、遵循標準

YB/T 4130-2005 耐火材料 導熱系數試驗方法(水流量平板法)

GB/T 10294-2008 絕熱材料 穩態熱阻及有關特性的測定 防護熱板法

ASTM C177-19 Standard Test Method for Steady-State Heat Flux Measurements

ISO 8302:1991 Thermal insulation – Determination of steady-state thermal resistance

JJG 368 工作用鉑熱電阻/熱電偶檢定規程

三、用途

耐火磚、澆注料、陶瓷纖維板 20-1200 ℃ 導熱系數測定;

隔熱層、復合襯、微孔材料研發與質量仲裁;

為工業爐、鋼包、水泥窯熱工計算提供實測 λ 數據;

替代老式保護熱板儀,無需校準試樣,直接輸出絕對 λ。

四、工作原理

將兩塊相同試樣夾持中心量熱器與保護環之間,形成對稱一維熱流;中心加熱板恒定功率 Q,冷面流經恒溫水,測量質量流量 m 與溫升 ΔT_w;當熱面 T_h、冷面 T_c 達到穩態(波動≤0.1 K/10 min),按 λ = (m·c_p·ΔT_w·d) / (A·ΔT·t) 計算導熱系數,其中 d 為試樣厚度,A 為中心計量面積,ΔT = T_h - T_c。設備自動判定穩態、實時計算 λ 并繪制 λ-T 曲線。

五、主要技術參數

六、可增選配置

七、結構特點(模塊化)

1. 對稱防護熱板:中心 100×100 mm 計量區+ 50 mm 保護環,一維熱流保證;

2. 水流量計量:精密電子天平+齒輪泵,自動去皮,流量 30-1000 g/h 連續可調;

3. 恒溫冷面:封閉式壓縮機制冷水浴,±0.02 ℃,免外接自來水;

4. 升降壓緊:伺服電缸 0.5-2 kN,力閉環,防止試樣翹曲;

5. 高溫切換:≤1000 ℃ 電阻帶,>1000 ℃ 插入 SiC 棒,5 min 快速更換;

6. 自動穩態判定:軟件實時監測 ΔT 波動,≤0.1 K/10 min 自動記錄 λ;

7. 電控箱:強弱電分離,SCR 調功,PID 雙閉環,EMC 屏蔽,UPS 斷電續接。

八、標準配置清單

九、易損件與壽命

十、售后質保

整機 12 個月;

現場安裝調試+培訓 2 人天;

24 h 響應,72 h 到場(國內);

軟件終身免費升級;

10 年備件保障,質保期外僅收成本費。

十一、包裝運輸

木箱+防震泡沫+纏繞膜,防雨標識;

吊裝位置貼“重心”“向上”,嚴禁倒置;

運輸溫度 -20-+60 ℃,相對濕度 ≤85 %。

十二、使用環境要求

室內 5-40 ℃,濕度 ≤80 %RH 無凝露;

海拔 ≤2000 m,地面平整,承重 ≥200 kg;

電源 AC220V±10%,50 Hz,接地電阻 ≤4 Ω;

無強磁場、無腐蝕性氣體、無振動源。

十三、使用注意事項(含加熱元件)

首次烘爐:≤5 ℃/min 升至 300 ℃ 保溫 2 h,隨后 ≤10 ℃/min 升至 1000 ℃ 空燒 1 h;

電阻帶表面禁止觸碰,防止氧化層破壞;

水壓 0.1-0.3 MPa,水質去離子,電導率 ≤5 μS/cm;

試樣必須平行、厚度一致,翹曲 >0.2 mm 需磨平;

穩態階段禁止振動臺面,否則 ΔT 波動超標;

每月檢查電阻帶接頭緊固力矩 1.5 N·m;

熱電偶每半年與標準偶比對,誤差 >±1 ℃ 更換;

試驗結束 300 ℃ 以下方可停水,防止熱沖擊炸裂。

十四、標準操作方法(SOP級)

步驟1 開機前檢查

電源、接地、冷卻水、去離子水電導率正常;

電阻帶、偶、天平均零正常;

爐膛清潔,頂桿潤滑。

步驟2 裝樣

按 GB/T 7320 制樣 200×200×(10-30) mm,編號→輸入 PC→自動壓緊 1 kN。

步驟3 程序設定(示例)

步驟4 啟動

按“RUN”→二次確認→自動執行;

實時顯示 ΔL、λ-T 曲線。

步驟5 結束與取樣

溫度 <200 ℃ 聲光提示,卸壓→取出試樣;

關閉電源。

步驟6 數據與維護

報告自動保存至 D:/HFM/日期/;

每月填寫《點檢表》—電阻帶、偶、天平、水路、密封 5 項。

十五、強制性聲明

本耐火材料導熱系數試驗爐設備為 1200 ℃級高溫強電精密儀器,所有操作、維護與工藝參數調整必須由經過培訓并考核合格的專業人員進行。非授權人員禁止打開電柜、拆卸加熱元件或更改控制程序,否則將導致保修失效并可能造成嚴重人身傷害。

耐火材料導熱系數試驗爐、耐火材料平板導熱儀