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纤维增强塑料平均比热容试验方法

2019-06-02 00:11

纤维增强塑料平均比热容试验方法。标准名称 纤维增强塑料平均比热容试验方法 标准类型 中华人民共和国国家标准标准名称 Test method for mean specific heat capacity of fiber reinforced plastics 标准号 GB3140

纤维增强塑料平均比热容试验方法。标准名称

纤维增强塑料平均比热容试验方法

纤维增强塑料平均比热容试验方法。标准类型

中华人民共和国国家标准

标准名称

Test method for mean specific heat capacity of fiber reinforced plastics

标准号

GB3140

代替标准号

代替GB 3140-82

标准发布单位

国家技术监督局

标准发布日期

1995-05-25批准

标准实施日期

1996-01-01实施

标准正文

1 主题内容与适用范围 本标准规定了用混合法,采用铜块量热计,测定纤维增强塑料的平均比热容。 本标准适用于平均温度约60°C(100°C到20°C),即试样被加热到100°C的纤维增强塑 料的平均比热容。 本标准不适用于在100°C时发软变形的试样。 2 引用标准 GB 1446 纤维增强塑料性能试验方法总则 3 原理 将一定质量的试样均匀加热到试验温度后,降落到温度较低的已知熟容值的铜块量热计 内,测定量热计的温升。当二者温度平衡时量热计吸收的热量即等于试样放出的热量。根据 公式计算出试样的平均比热容。 4 试样 4.1 尺寸 试样尺寸如图1所示。对于板材可叠加起来加工,在试样中心钻孔,用同类材料做的 圆棒贯穿固定。 4.2 数量 试样数量不少于3个 5 试验设备 试验设备主要由量热计、恒温水浴、加热炉和温度测量装置所组成,如图2所示。 5.1 量热计 量热计由铜块量热计及其外壳组成。铜块量热计材料为紫铜(热容值约为800/°C。尺寸 见图3和图4)。热容值用电能法进行标定。 注:电能法是指对量热计进行电加热,根据所加电能及量热计的温度升高计算量热计的 热容值。 5.2 恒温水浴 在试验期间,水浴温度波动不超过±0.1°C。 5.3 加热炉 加热炉均温区沿纵向的长度至少是试样高度的两倍。在均温区内较大温差不超过1°C。 5.4 温度测量装置 5.4.1 量热计温度用铂电阻温度计测量,精度不应低于0.01°C。 5.4.2 试样温度用热电偶伸入试孔中进行测量,准确至0.2°C。 6 试验步骤 6.1 试样状态调节 试样状态调节按GB 1446的3.2条进行。 6.2 操作步骤 6.2.1 将试样悬挂于加热炉均温区的正中处。通电加热,使其升温至约100°C。 6.2.2 把量热计置于水浴中,使量热计的初始温度和水浴温度保持在20°C左右(与标定热 容值时的量热计初始温度相一致)。待温度恒定后,将水浴的温度调节到比量热计的初始温 度高1~1.5°C。 6.2.3 待试样温度稳定后,保温20min以上。在保温期间温度偏差不超过±0.2°C。落样时 记录试样温度t。 6.2.4 分3阶段测量量热计的温度值,每隔1min读一次数。 a. 靠前阶段——待量热计温度上升速率稳定后记录10min。在测记第10min温度t0时准 时落样; b. 第二阶段——试样放热,量热计温度迅速升高,继续读数直到温度较高tnj; c. 第三阶段——末期降温阶段,从温度下降开始记录10min。 6.2.5 从量热计中取出试样。称取试样质量,准确到0.01g。 7 计算 7.1 平均比热容计算公式 试样的平均比热容按式计算: C Cp=------------- ………………………………… m(t-tn-tδ 式中:Cp——试样的平均比热容,J/kg·K; C——量热计的热容值,J/°C; tn——量热计的较高温度,°C; tδ——量热计温度修正值,°C;(tδ为正时表示量热计向外散失热量反之为从外吸收 了热量); t0——落样时刻的量热计温度,°C; m——试验后的试样质量,kg; t——试样温度,°C。 7.2 量热计温度修正 量热计温度修正值按式计算: V3-V1 t0 tn n-1 - td=-------(-------  tj-n·t1 ) n ·V1 ………… t3-t1 2 j=1 V3-V1 t0 tn n-1 - td=-------(------- tj-n·t3) n·V3 ………… t3-t1 2 j=1 式中:tδ——同式; V1、V3——分别表示靠前和第三阶段量热计温度变化速率,°C/min; - - t1、t3——分别表示靠前和第三阶段量热计的温度平均值,°C; n——第二阶段量热计温度记录次数; tj——第二阶段量热计温度记录值,°C。 7.3 计算出每个试样的平均比热容和一组试样的算术平均值。取两位有效数字。平均比热 容的计算示例参见附录A。 8 试验报告 8.1 注明本标准号,材料名称,牌号,生产厂家,试验日期和试验人员。 8.2 给出每个试样的平均比热容和一组试样的算术平均值。 8.3 注明试验的温度范围和特殊的状态调节条件等。 附 录 A 平均比热容计算示例  A1 测定结果 A1.1 量热计热容值,C=775.5J/°C A1.2 试样温度,t=102.1°C。 A1.3 试验后的试样质量,m=0.023 19kg。 A1.4 量热计温度变化见表A1。 表 A1 量热计的温度变化 _______________________________________________________________________________ 时间 靠前阶段 时间 第二阶段 时间 第三阶段 min 温度,° C min 温度,°C n min 温度,°C 0 20.206 11 21.264 1 20 23.000 1 20.218 12 22.008 2 21 22.995 2 20.236 13 22.429 3 22 22.990 3 20.249 14 22.683 4 23 22.982 4 20.264 15 22.845 5 24 22.975 5 20.279 16 22.921 6 25 22.964 6 20.297 17 22.967 7 26 22.957 7 20.312 18 22.990 8 27 22.949 8 20.325 19 23.002=t 9 28 22.939 9 20.338 29 22.932 10 20.353=t0 _______________________________________________________________________________ A2 计算量热计温度修正值 20.206-20.353 V1=--------------=-0.015 10 23.002-22.932 V3=--------------=0.007 10 - 20.206 20.353 t1=--------------=20.280 2 V3-V1 0.022 -------=------=0.008 t3-t1 2.687 t0 tn 20.353 23.002 -------=--------------=21.678 2 2 ∵n=9 n-1 ∴tj=21.264 22.008 22.429 22.683 22.845 22.921 22.967 22.990=180.107 j=1 - n·t1=9×20.280=182.520 n·V1=9×=-0.135 V3-V1 t0 tn n-1 - 代入tδ=-------[------ tj-n·t1] n·V1=0.008[21.678 180.107-182.520] (-0.1 t3-t1 2 j=135)=0.019°C A3 计算试样的平均比热容 C 775.5(23.002 0.019-20.353 Cp=------------=---------------------------=1.1×10[3]J/kg·K M 0.02319(102.1-23.002-0.019) ____________________ 附加说明: 本标准由国家建筑材料工业局提出。 本标准由会国纤维增强塑料标准化技术委员会归口。 本标准由国家建筑材料工业局玻璃钢研究设计院负责起草。 本标准主要起草人施自强、雷国栋、刘建明。 

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