ICS77.010 H04 中华人民共和国国家标准 GB/T31934—2015 高辐射覆层蓄热量的测定与计算方法 Measuringandcalculationmethodforheatstoragecapacityofhigh radiativecoating 2015-09-11发布 2016-06-01实施 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前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准由中国钢铁工业协会提出。 本标准由全国钢标准化技术委员会(SAC/TC183)归口。 本标准起草单位:山东慧敏科技开发有限公司、冶金工业信息标准研究院、首钢总公司、鞍钢股份有 限公司。 本标准主要起草人:周惠敏、张绍强、王姜维、陈冠军、仇金辉、徐大勇、刘逸舟、李亮、刘常富、王连杰、 刘常鹏。 ⅠGB/T31934—2015 高辐射覆层蓄热量的测定与计算方法 1 范围 本标准规定了高辐射覆层蓄热量的测定与计算方法的术语和定义、测试方法、材料、仪器设备、试样 制备、蓄热量测定与计算、允许差及测定报告。 本标准适用于各种烧成耐火材料基高辐射覆层蓄热体。 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。凡是注日期的引用文件,仅注日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/T7321 定形耐火制品试样制备方法 GB/T8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 高辐射覆层 highradiativecoating 在蓄热体表面,涂覆的发射率高于基体发射率的材料层。 3.2 高辐射覆层蓄热体 regeneratorwithhighradiativecoating 涂覆高辐射覆层可提高热交换速率的蓄热体。 3.3 蓄热量 heatstoragecapacity 在设定的温度和规定的时间条件下,蓄热体所吸收的热量,单位为焦耳(J)。 3.4 前处理液 pretreatmentsolution 对应的高辐射覆层材料中所用高温黏结剂与水按一定比例配制的溶液。 4 测试方法 将同一批次涂高辐射覆层与未涂高辐射覆层的两块相同材质、相同形状、相同尺寸的蓄热体试样, 在同等条件下加热,再利用量热器测量和计算两个试样的蓄热量。 5 材料 蓄热体、高辐射覆层材料和前处理液。 1GB/T31934—2015 6 仪器设备 6.1 高温炉 额定温度不小于1200℃,炉内均温带的温差绝对值不得超过10℃,炉膛至少能容纳一组试样,两 个试样相距不小于100mm同时进行试验。 6.2 量热器 容量不小于2000mL,量程是0℃~100℃,分度值是0.1℃。 6.3 量杯或量筒 选用标准量杯或量筒。 6.4 秒表 精度0.1s。 7 试样制备 7.1 数量 同一批次制备3组~5组。 7.2 制备方法 7.2.1 蓄热体的种类包括: a) 热风炉格子砖式蓄热体; b) 热风炉蓄热球式蓄热体; c) 焦炉立火道砖; d) 焦炉蓄热室格子砖; e) 其他形状的蓄热体。 7.2.2 蓄热体试样具体制备方法应符合附录A的规定。 7.3 比对试样 在一组试验中,取两块制好的质量误差不大于5%的蓄热体试样,分别标记为试样A和试样B,其 中试样A表面涂覆高辐射覆层,试样B表面不涂覆高辐射覆层作比对试样。 7.4 涂覆方法 在实验室条件下,试样A按下列步骤涂覆: a) 在试样A表面喷涂前处理液,要求所有表面均匀; b) 将试样A静置空气中自然干燥15min; c) 将试样A完全浸入搅拌均匀的高辐射覆层材料中2s拿出。 7.5 试样烘干 将试样A和试样B置于同一干燥箱中在(110±5)℃条件下烘干1h后,同一试样每隔10min称量 2GB/T31934—2015 质量一次,精确至0.01g,至最后两次称量质量差绝对值不大于0.1%,停止烘干,并在干燥箱中自然冷 却至室温。 8 蓄热量测定与计算 8.1 测定次数 试验分两次进行。两次试验过程相同,在第二次试验时两个试样在高温炉中的摆放位置与第一次 试验位置调换。 8.2 测定步骤 a) 用量杯或量筒(见6.3)分别量出1200mL水加入两个量热器(见6.2)内。两个量热器(见6.2) 应置于同一环境中,测出水的初始温度tc; b) 在试验用高温炉(见6.1)升温前先标定试样放置位置,试样放置位置相隔不小于100mm,应 与炉后壁平行,左右对称,并做好标记; c) 将高温炉(见6.1)的炉温升至1200℃,恒温15min; d) 将一对比组的试样A和试样B按标记同时放入高温炉(见6.1)内,关闭好炉门后,秒表(见 6.4)开始计时,加热时间为180s; e) 加热180s后,将2个试样同时取出,并快速分别浸没于盛水的量热器(见6.2)中。每隔60s 分别记录一次量热器(见6.2)内水的温度,直到同一个量热器(见6.2)三次记录的水温相同(温 差绝对值不大于0.5℃)时,本次实验结束。 8.3 蓄热量计算 8.3.1 试样放出的热量(等于水吸收的热量)按式(1)计算: Qy=Qs=ms×Cs×tz-tc ( ) …………………………(1) 式中: Qy———试样放出的热量,单位为焦耳(J); Qs———水吸收的热量,单位为焦耳(J); ms———量热器内水的质量,单位为克(g); Cs———水的平均比热容,此处取Cs=4.18J×g×℃ ( )-1; tc———水的初始温度,单位为摄氏度(℃); tz———水的终点温度,单位为摄氏度(℃)。 8.3.2 涂覆覆层试样的单位质量蓄热量按式(2)计算: qya=Qya mya…………………………(2) 式中: qya———涂覆覆层试样的单位质量蓄热量,单位为焦耳每克(J/g); Qya———涂覆覆层试样放出的热量,单位为焦耳(J); mya———涂覆覆层试样的质量,单位为克(g)。 8.3.3 未涂覆覆层试样的单位质量蓄热量按式(3)计算: qyb=Qyb myb…………………………(3) 式中: qyb———未涂覆覆层试样的单位质量蓄热量,单位为焦耳每克(J/g); 3GB/T31934—2015 Qyb———未涂覆覆层试样放出的热量,单位为焦耳(J); myb———未涂覆覆层试样的质量,单位为克(g)。 8.3.4 高辐射覆层蓄热体蓄热量增加率按式(4)计算: τ=qya-qyb qyb×100% …………………………(4) 式中: τ———高辐射覆层蓄热体蓄热量的增加率,%; qya———涂覆覆层试样的单位质量蓄热量,单位为焦耳每克(J/g); qyb———未涂覆覆层试样的单位质量蓄热量,单位为焦耳每克(J/g)。 8.3.5 高辐射覆层蓄热体蓄热量的增加率为测量的算术平均值。 8.4 数值修约 计算过程中,参与计算的数值按照GB/T8170保留两位小数。 9 允许差 同一组试样所测高辐射覆层蓄热体蓄热量的增加率与平均值之差不应超过5%。 10 测定报告 测定报告应包括以下内容: a) 测定机构名称; b) 委托单位名称; c) 执行标准; d) 试样名称及编号; e) 测定结果的单值及平均值; f) 测定人员; g) 测定日期。 4GB/T31934—2015 附 录 A (规范性附录) 试样制备方法 A.1 热风炉格子砖式蓄热体的试样制作 包括: a) 取同一批次、相同材质、相同尺寸的热风炉格子砖,按图A.1所示划出切割线切割出足够数量 的柱状体; 图A.1 热风炉格子砖切割示意图 b) 试样高度的切割,应满足试样质量为(300±50)g; c) 比对试样应取自同一块砖。 A.2 热风炉蓄热球式蓄热体的试样制作 热风炉蓄热体为蓄热球时,取同一批次、相同材质、相同尺寸的蓄热球直接作为试样。 A.3 焦炉立火道砖试样的制作 包括: a) 取同一批次、相同材质的焦炉立火道砖,采用切割机将砖切割成的正方体,试样质量应为 (300±50)g; b) 比对试样应取自同一块砖。 A.4 焦炉蓄热室格子砖式蓄热体的试样制作 包括: a) 取同一批次、相同材质的焦炉蓄热室格子砖,采用切割机按照A.2所示划出的切割线切割成 “卄”形的试样,试样质量应为(300±50)g; 5GB/T31934—2015 图A.2 焦炉格子砖切割示意图 b) 比对试样应取自同一块砖。 A.5 其他形状的蓄热体 可按照GB/T7321制成圆柱体、方体或其他形状,外形尺寸相同的试样。试样质量应为(300±50)g。 6GB/T31934—2015