ISO 8894-2-2007 Refractory materials - Determination of thermal conductivity - Part 2 Hot-wire method (parallel)《耐火材料 导热性测定 第2部分 热线法(并联)》.pdf

1、 Numro de rfrence ISO 8894-2:2007(F) ISO 2007NORME INTERNATIONALE ISO 8894-2 Deuxime dition 2007-12-15Matriaux rfractaires Dtermination de la conductivit thermique Partie 2: Mthode du fil chaud (parallle) Refractory materials Determination of thermal conductivity Part 2: Hot-wire method (parallel) I

2、SO 8894-2:2007(F) PDF Exonration de responsabilit Le prsent fichier PDF peut contenir des polices de caractres intgres. Conformment aux conditions de licence dAdobe, ce fichier peut tre imprim ou visualis, mais ne doit pas tre modifi moins que lordinateur employ cet effet ne bnficie dune licence aut

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7、ce Case postale 56 CH-1211 Geneva 20 Tel. + 41 22 749 01 11 Fax. + 41 22 749 09 47 E-mail copyrightiso.org Web www.iso.org Publi en Suisse ii ISO 2007 Tous droits rservsISO 8894-2:2007(F) ISO 2007 Tous droits rservs iii Sommaire Page Avant-propos. iv 1 Domaine dapplication 1 2 Termes et dfinitions 1

8、 3 Principe 2 4 Appareillage 2 5 prouvettes . 5 6 Mode opratoire 6 7 Interprtation des rsultats . 7 8 Calculs et expression des rsultats 7 9 Fidlit . 8 10 Rapport dessai . 8 Annexe A (informative) Exemple de dtermination de la conductivit thermique 10 Bibliographie 13 ISO 8894-2:2007(F) iv ISO 2007

9、Tous droits rservsAvant-propos LISO (Organisation internationale de normalisation) est une fdration mondiale dorganismes nationaux de normalisation (comits membres de lISO). Llaboration des Normes internationales est en gnral confie aux comits techniques de lISO. Chaque comit membre intress par une

10、tude a le droit de faire partie du comit technique cr cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec lISO participent galement aux travaux. LISO collabore troitement avec la Commission lectrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la

11、 normalisation lectrotechnique. Les Normes internationales sont rdiges conformment aux rgles donnes dans les Directives ISO/CEI, Partie 2. La tche principale des comits techniques est dlaborer les Normes internationales. Les projets de Normes internationales adopts par les comits techniques sont sou

12、mis aux comits membres pour vote. Leur publication comme Normes internationales requiert lapprobation de 75 % au moins des comits membres votants. Lattention est appele sur le fait que certains des lments du prsent document peuvent faire lobjet de droits de proprit intellectuelle ou de droits analog

13、ues. LISO ne saurait tre tenue pour responsable de ne pas avoir identifi de tels droits de proprit et averti de leur existence. LISO 8894-2 a t labore par le comit technique ISO/TC 33, Matriaux rfractaires. Cette deuxime dition annule et remplace la premire dition (ISO 8894-2:1990), qui a fait lobje

14、t dune rvision technique afin dtre identique sur le plan technique lEN 993-15. Les principales modifications apportes sont les suivantes (les renvois donns ci-aprs se rfrent ldition 1990). Le Domaine dapplication a t revu. Il comporte tous les lments essentiels de lISO 8894-2:1990 sauf que la limite

15、 de temprature de 1 250 C a t omise. Dans la Note 2, la rfrence aux fibres a t supprime car les pratiques actuelles permettent de faire des mesures sur ces matriaux. LArticle 2 Rfrences normatives a t supprim parce que: lchantillonnage pour cet essai nest pas gnralement effectu conformment lISO 5022

16、; il est fait rfrence lISO 8894-1 uniquement dans le Domaine dapplication et non dans la mthode elle-mme. Les dfinitions donnes dans lArticle 3 ont t amliores et clarifies. La prcision du mesurage de la temprature du four, indique en 5.1, a t ramene 10 K. Les modifications apportes de 5.2 5.4 tienne

17、nt compte du matriel utilis lheure actuelle. Un alina a t ajout en 4.7 pour garantir que le conteneur est inerte dans les conditions dessai. Le paragraphe 6.4 et la Figure 4 ont t modifis pour permettre de pratiquer des rainures dans une seule prouvette en vue de simplifier lusinage. Le matriau denc

18、astrement (matriau dessai en poudre) a t supprim de la Figure 4, car il a t constat que ce dernier influe sur les rsultats en raison dune modification de transfert de chaleur. Une tolrance a t ajoute pour la planit des surfaces des prouvettes de telle sorte que le matriau dencastrement (matriau dess

19、ai en poudre) ne soit plus ncessaire. Le paragraphe 7.2 a t modifi pour garantir la stabilit du fil chaud et du thermocouple. ISO 8894-2:2007(F) ISO 2007 Tous droits rservs v Le Tableau 1 a t modifi pour tenir compte du matriel moderne et le paragraphe 7.5 a t modifi en consquence. Un nouvel Article

20、 7 a t ajout entre 7.11 et lArticle 8 afin de garantir la prcision des essais. Dans lquation qui figure dans lArticle 8, VI a t remplac par P, puissance dnergie transfre, indique dans les dfinitions de lArticle 3. LAnnexe A a t ractualise pour correspondre aux pratiques courantes. LISO 8894 comprend

21、 les parties suivantes, prsentes sous le titre gnral Matriaux rfractaires Dtermination de la conductivit thermique: Partie 1: Mthode du fil chaud (croisillon) Partie 2: Mthode du fil chaud (parallle) NORME INTERNATIONALE ISO 8894-2:2007(F) ISO 2007 Tous droits rservs 1 Matriaux rfractaires Dterminat

22、ion de la conductivit thermique Partie 2: Mthode du fil chaud (parallle) 1 Domaine dapplication La prsente partie de lISO 8894 spcifie une mthode de dtermination de la conductivit thermique des matriaux et produits rfractaires par la mthode du fil chaud (parallle). Elle sapplique aux produits faonns

23、 denses et isolants, et aux matriaux en poudre et en grains (voir 6.2), pour des conductivits thermiques infrieures 25 W/mK. Ces limites sont imposes par la diffusivit thermique du matriau soumis lessai et donc par les dimensions des prouvettes; des conductivits thermiques plus leves peuvent tre mes

24、ures si lon utilise de plus grandes prouvettes. Les matriaux lectriquement conducteurs ne peuvent pas tre soumis cette mesure. NOTE 1 La conductivit thermique des produits lis (liaison chimique ou hydraulique) peut tre modifie par la quantit deau notable retenue aprs le durcissement ou la prise puis

25、 libre la cuisson. Ces matriaux peuvent donc ncessiter un prtraitement; la nature et limportance de ce prtraitement, ainsi que la dure de maintien de lprouvette la temprature de mesure, tant prliminaires lexcution de lessai proprement dit, sont des dtails qui ne relvent pas de lobjet de la prsente p

26、artie de lISO 8894, et ils devraient faire lobjet dun accord entre les parties concernes. NOTE 2 Il est en gnral difficile de procder des mesures sur des matriaux anisotropes et lapplication de la prsente mthode ces matriaux devrait galement faire lobjet dun accord entre les parties concernes. 2 Ter

27、mes et dfinitions Pour les besoins du prsent document, les termes et dfinitions suivants sappliquent. 2.1 conductivit thermique quotient de la densit du flux thermique par le gradient de temprature NOTE La conductivit thermique est exprime en watts par mtre kelvin (W/mK). 2.2 diffusivit thermique a

28、conductivit thermique divise par le produit de la masse volumique par la capacit thermique spcifique NOTE 1 p a c = o est la conductivit thermique; est la masse volumique; c pest la capacit thermique spcifique pression constante par poids. NOTE 2 La diffusivit thermique est exprime en mtres carrs pa

29、r seconde (m 2 s 1 ). ISO 8894-2:2007(F) 2 ISO 2007 Tous droits rservs2.3 puissance P puissance dnergie transfre NOTE La puissance est exprime en watts (W). 3 Principe La mthode du fil chaud (parallle) est une mthode de mesure dynamique fond sur la dtermination de llvation de la temprature en foncti

30、on du temps en un point donn et une distance spcifie dune source thermique linaire encastre entre deux prouvettes. Les prouvettes sont chauffes dans un four une temprature spcifie et maintenues cette temprature. Un chauffage local ultrieur est fourni par un conducteur lectrique linaire (le fil chaud

31、) encastre dans lprouvette et transportant un courant lectrique de puissance connue stable dans le temps et sur toute la longueur de lprouvette. Un thermocouple est plac une distance spcifie du fil chaud, les branches du thermocouple tant parallles au fil (voir Figure 1). Llvation de la temprature e

32、n fonction du temps, mesure partir du moment du passage du courant lectrique, est une mesure de la conductivit thermique du matriau constituant les prouvettes. 4 Appareillage 4.1 Four, chauff lectriquement, capable de porter un ou plusieurs dispositifs dessai (voir 5.1) une temprature maximale de 1

33、250 C. La temprature en deux points quelconques de la zone occupe par les prouvettes ne doit pas diffrer de plus de 10 K. La temprature mesure lextrieur du dispositif dessai ne doit pas varier de plus de 0,5 K au cours dun essai (dune dure de 15 min environ) et doit tre connue avec une prcision de 1

34、0 K. 4.2 Fil chaud, de prfrence en platine ou en platine rhodi, dune longueur minimale quivalente celle de lprouvette. Il convient que les bornes de tension soient localises dans lprouvette, avec une longueur entre les bornes denviron 200 mm connue 0,5 mm. Les deux extrmits du fil chaud sont relies

35、la source de courant et les bornes de tension un multimtre numrique (4.5). Les conducteurs relis la source de courant peuvent galement tre le prolongement du fil chaud et doivent avoir un diamtre identique celui du fil chaud lintrieur du dispositif dessai. Les fils relis au multimtre numrique ne doi

36、vent pas avoir un diamtre suprieur celui du fil chaud lintrieur du dispositif dessai. lextrieur de ce dispositif, les conducteurs doivent tre constitus de deux ou plusieurs brins, troitement torsads, dun diamtre de 0,5 mm. lextrieur du four, les connexions des fils dalimentation doivent tre ralises

37、laide de cbles pour courant fort. 4.3 Alimentation, du fil chaud (4.2), qui doit tre stabilise en courant alternatif ou continu mais de prfrence en courant alternatif, et ne doit pas varier en puissance de plus de 2 % au cours de la priode de mesure. Une alimentation du fil chaud de 250 W/m au moins

38、 est ncessaire. Ceci quivaut 50 W entre les bornes de tension pour une longueur de 200 mm. 4.4 Thermocouple diffrentiel en platine/platine-rhodi, (Type R: thermocouple de platine/platine 13 % de rhodium ou Type S: thermocouple platine/platine 10 % de rhodium, voir Tableau 1) constitu dun thermocoupl

39、e de mesure et dun thermocouple de rfrence connects en opposition (voir Figure 1). Les brins du thermocouple de mesure doivent tre parallles au fil chaud une distance de 15 mm 1 mm (voir Figure 2). Le signal du thermocouple de rfrence doit tre maintenu stable, en plaant le thermocouple entre la face

40、 extrieure du haut de lprouvette suprieure et un couvercle constitu dun matriau identique celui de lprouvette (voir Figure 1). Le diamtre des fils du thermocouple de mesure doit tre le mme que celui du ISO 8894-2:2007(F) ISO 2007 Tous droits rservs 3 fil chaud et les fils des deux thermocouples doiv

41、ent tre assez longs pour que les connexions vers lappareil de mesure au moyen de fils de nature diffrente de celle du thermocouple puissent tre ralises lextrieur du four. Les connexions extrieures des thermocouples doivent tre isothermes. Il est possible dinsrer une couche isolante entre lprouvette

42、suprieure et la pice formant le couvercle. NOTE Il est possible dutiliser des thermocouples en mtal courant des tempratures infrieures 1 000 C. Lgende 1 couverture 2 thermocouple de rfrence 3 couche isolante facultative 4 prouvette 5 circuit de mesure 6 thermocouple de mesure 7 prouvette 8 circuit d

43、e chauffage 9 bornes de tension Figure 1 Positionnement du circuit de chauffage et du circuit de mesure (circuit du thermocouple diffrentiel) 4.5 Multimtre numrique, pour la mesure du courant dans le fil chaud et de la diffrence de potentiel, et permettant la mesure de ces deux grandeurs avec une pr

44、cision de 0,5 % au moins. 4.6 Systme dacquisition de donnes, comprenant un dispositif denregistrement temprature/temps, avec au moins une sensibilit de 2 V/cm ou de 0,05 V/digit, ou une mesure de la temprature 0,01 K prs ou mieux et avec une rsolution du temps meilleure que 0,5 s. 4.7 Conteneurs, (

45、utiliser si lessai est effectu sur matriaux en poudres ou en grains), ayant des dimensions internes gales celles du dispositif pour prouvette solide spcifi lArticle 5 de telle sorte que le dispositif dessai soit constitu de deux lments comme spcifi en 5.1. Le conteneur infrieur doit avoir quatre cts

46、 et un fond, et le conteneur suprieur seulement quatre cts et un couvercle amovible (voir Figure 3). Il convient que les conteneurs soient constitus dun matriau qui ne ragisse pas avec lprouvette la temprature dessai et ne soit pas lectriquement conducteur. ISO 8894-2:2007(F) 4 ISO 2007 Tous droits

47、rservsDimensions en millimtres Lgende 1 dispositif denregistrement temprature/temps 2 couverture 3 thermocouple de rfrence 4 thermocouple de mesure 5 fil chaud 6 voltmtre 7 ampremtre 8 source dnergie lectrique PQ = longueur de mesure du fil chaud Figure 2 Dispositif de mesure Lgende 1 couverture 2 thermocouple de rfrence 3 conteneurs 4