ASTM_C_518-04-穩態熱通量

2024年3月31日發(作者：意志堅強)

編號：C 518 – 04

用熱流計法測定穩態熱通量的試驗方法

1

本標準的發行編號為C 518；編號后面的數字表示首次發行或最后一次修訂的年份。括號中的數字表示最后一

次重新批準的年份。希臘字母上標（ε）表示在最后一次修訂或重新批準之后有編輯修改。

本標準被批準用于國防部的各個機構中。

1. 范圍*

1.1 本試驗法

2

說明了采用熱流計儀器測量平板

試樣穩態熱傳遞特性的方法。

1.2 因為熱流計儀器原理簡單、操作快捷、適用

面廣，所以該儀器被廣泛用于各種試樣的測量。

熱流計的精確度和偏差指標非常好，但應在期望

熱流范圍內進行校準。這就是說，校準試樣時，

要求材料必須種類相似，導熱性接近，厚度相似，

溫度平均，且有溫度梯度。

1.3 由于校準儀器應采用已知熱傳遞特性的試

樣，本試驗法是一種比較性或間接性的測量方

法。校準試樣的各種性能必須能夠追溯到一種絕

對測量法。校準試樣應由公認的國家標準實驗室

提供。

1.4 將試樣放在溫度穩定但不相同的兩塊平行

板之間，由熱流計確定試樣的穩態單向熱通量。

按照校準標準對熱流傳感器進行適當校準，并測

量板溫和板間隔。運用傅立葉熱傳導定律計算導

熱性、熱阻率（即熱阻和導熱率）。

1.5 使用本試驗法應與C 1045慣例相結合。無論

在測量技術方面還是提高對材料熱流原理的理

解方面，熱學技術都取得了許多進步。

這些進步促成了對測量熱傳遞特性概念性方法

的修訂(1-4)

2

，因此本試驗法使用者應了解這些

1

本試驗法由ASTM隔熱材料C16委員會歸口，由熱測量C16.30

概念。

1.6 本試驗法適用于多種試樣特性和環境條件

的熱傳遞測量。本法使用環境條件為：厚度大約

為250毫米時溫度為10－40℃，厚度為25mm時板

溫為–195－540℃(5, 6)。

1.7 可用本試驗法表征材料性能，但不一定可代

表實際使用情況。必要時應用其他試驗法，如

C236或C976試驗法。

1.8 為滿足本試驗法的要求，試樣在熱流方向的

熱阻應大于0.10【平方米·開氏度/瓦】，并通過

邊緣絕緣或防護加熱器或兩者并用控制邊緣熱

損失。

1.9 要想編制各種結構和程序的詳細資料，將無

相關技術知識的人員感到困難的各種可能囊括

無遺，對這種類型的試驗法是不切實際的。因而

本試驗法使用者應有足夠的知識良好地滿足自

己的需要。例如，熱傳遞原理、低能級電氣測量

和普通試驗程序的知識必不可少。

1.10 本方法使用者必須熟悉和理解附錄內容。

附錄對處理設備設計和誤差分析至關重要。

1.11 本試驗法的標準化不擬用于限制研究工作

者以后開發改良的或新的方法程序。

1.12 因為熱流計儀器的設計并非一項簡單的工

作，所以在附錄X3中列出了儀器性能檢驗程序。

最初版標準于1963年批準，上次修訂版于2002年批準，

小組委員會直接負責。 編號為C 518 – 02

e1

。

2

當前版本于2004年5月1日批準，并于2004年6月公布。 圓括弧中黑體數字指本試驗法尾參考目錄。

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C 518-04

1.13

本標準并不旨在處理與使用相關的所有安全問

絕緣，有時儀器永久設置有邊緣絕緣。

題。本標準使用者在使用前應負責制定適當的安全及

3.2.6

防護裝置（名）：促成單向熱流

。主防護裝

衛生條例，并確定條例限制的適用性

。

置為平面式，可使用額外共平面防護裝置。輔助或

邊緣防護裝置為軸向式。

2. 參考文件

3.2.7

熱流計儀器（名）

整套儀器裝置，包括冷熱

2.1 ASTM標準： 3

等溫面、熱流傳感器和可控環境（如有），及顯示

C 167 毛氈或棉絨型絕熱材料的厚度和密度試驗

熱面和冷面溫度、試樣厚度和熱通量的儀器儀表。

方法

3.2.8

熱表面組件（名）：

試驗樣品熱表面形成等

C 168 隔熱材料相關術語

溫邊界的金屬板。

C 177 用護熱板儀器測定穩態熱通量和熱傳遞性

3.2.9

熱流傳感器（名）：

熱電堆裝置或同等裝置，

的試驗方法

生成一個輸出值，即通過裝置的熱通量函數值。計

C 236 用護隔熱箱測定建筑組合件穩態熱性能的

量區通常由許多在鐵心各面上連接不同的熱敏元

試驗法

件及保護裝置的表面板組成。設計嚴格的傳感器靈

C 687 松散填充型建筑絕緣材料熱阻的測定的實

敏度不受試樣的熱特性影響。

施規程

3.2.10

計量區（名）：與熱流傳感器敏感元件區接

C 976 用刻度隔熱箱測定建筑組合件熱性能的試

觸的試樣區。

驗法

3.2.11

次級傳遞標準（名）：

經熱流計儀器測量和

C 1045 在穩態條件下計算熱傳遞性能的試行標準

初級標準校準，用來校準其他儀器的標準。

C 1046 建筑物外殼構件的熱通量和溫度的現場測

3.2.12

靈敏度（名）：

通過傳感器的熱通量與熱流

量實施規程

傳感器電氣輸出值的比率。

C 1058 評價和報告絕熱材料熱性能用溫度的選擇

3.2.13

標準參考材料

(SRM)（名）：已經國家標準

的實施規程

實驗室檢定的多種材料(26)。

C 1114 薄加熱設備穩態熱傳導特性的試驗方法

3.2.14

熱傳遞特性（名）：

定義材料或系統傳熱能

C 1363 用隔熱箱測定建筑組件的熱性能的試驗方

力的材料或系統特性。包括熱阻、導熱率、導熱性、

法

熱阻率等特性，定義見C168術語。

E 230 溫度規范.標準化熱電偶的電動勢(EMF)表

3.3

符號和單位：

本試驗法使用的符號具有下列含

E 178 外部觀察的實施規程

義：

E 691 為測定試驗方法精密度實施的實驗室間的

3.3.1

λ

—導熱性【瓦/（米·開氏度）】（W/(m·K)

研究

3.3.1 C—導熱率【瓦/（平方米·開氏度）】（W/(㎡

2.2

國際標準化組織（

ISO

）標準：

K)

ISO 8301:1991 絕熱材料 穩態熱阻及有關特性的

3.3.3 R—熱阻 【平方米·開氏度）/瓦】（(m2·K)/W）

4

測定熱流計法

3.3.4 q—熱通量（通過A區的熱流速度Q）【瓦/平

3. 術語

方米】（W/㎡）

3.1

定義：

本試驗法采用的術語和符號定義，請參

3.3.5 Q—計量區熱流速【瓦】（W

）

閱C 168術語及以下各段。

3.3.6 A—計量面積【平方米】（m2）

3.2

本標準術語的定義：

3.3.7 L—試驗熱板冷板間隔【米】（m）

3.2.1

校準（名）：

用已知熱傳遞特性的校準樣本

3.3.8 Tm—平均溫度(Th+ T c)/2，【開氏度】 K

確定某種儀器的校準因子的過程。

3.3.9 △T—試樣溫差【開氏度】（K）

3.2.2

刻度轉換樣本（名）：

(CTS)已經國家標準實

3.3.10 r—(散裝)測試材料密度【千克/立方米】

驗室測量的熱校準樣本(26)。

（kg/m3）

3.2.3

冷表面組件（名）：

試驗樣品冷表面形成等

3.3.11 S—熱流傳感器校準因子【（瓦/平方米）/

溫邊界的金屬板。

伏】(W/m2)/V

3.2.4

可控環境（名）：

有時在限制側向熱流的裝

3.3.12 E—熱流傳感器輸出值【伏】（V

）

置中采用的環境。

3.2.5

邊緣絕緣（名）：

用來限制側向熱流的輔助

參考ASTM標準，請訪問ASTM網站（）或者與ASTM客戶服務部聯系。《ASTM標準年鑒》卷宗信息，請到ASTM網站參閱

標準文件摘要頁面。

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