GB T 25965-2010 材料法向发射比与全玻璃真空太阳集热管半球发射比试验方法.pdf

1、ICS 27.160 F 01 GB 和国国家标准11: /、中华人民GB/T 25965-2010 材料法向发射比与全玻璃真空太阳集热管半球发射比试验方法Test methods of normal emittance of materials and hemispherical emittance of all-glass evacuated collector tubes 2011-01-10发布2011-05-01实施数码防伪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GB/T 25965-2010 目。吕本标准由全国能源基础与管理标准化技术委员会、全国太阳能标准

2、化技术委员会提出。本标准由全国太阳能标准化技术委员会(SAC/TC402)归口。本标准负责起草单位:北京卫星制造厂、北京清华阳光能源开发有限责任公司、国家太阳能热水器质量监督检验中心(北京)、中国标准化研究院、深圳市嘉普通太阳能有限公司、清华大学、中国计量科学研究院、北京太阳能研究所有限公司、北京九阳实业公司、皇明太阳能集团有限公司、山东力诺新材料有限公司、江苏太阳雨太阳能有限公司、湖北华扬太阳能集团有限公司。本标准主要起草人:那鸿悦、黄哲林、贾铁鹰、殷志强、王煌、韩建功、刘学真、周小雯、杨德山、陈革、冯爱荣、刘希杰、李旭光、王万忠、黄永定。I 1 范围材料法向发射比与全玻璃真空太阳集热管半球

3、发射比试验方法GB/T 25965-2010 本标准规定了测量光谱选择性吸收涂层法向发射比与全玻璃真空太阳集热管吸收涂层半球发射比的设备、装置及要求、试样尺寸及要求、测试条件、测试程序及测试方法。本标准适用于材料及光谱选择性吸收涂层在研制和生产过程中工艺规范筛选以及试样的法向发射比与全玻璃真空太阳集热管半球发射比的测量。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/

4、T 12936 太阳能热利用术语GB/T 17049 全玻璃真空太阳集热管3 术语、符号及单位3.1 3.2 3.3 3.4 GB/T 12936确立的以及下列术语和定义适用于本标准。辐射出射度radiant exitance Me,W/m2 离开表面一点处的面元辐射能通量，除以该面元面积。发射比emittance e:，元量纲相同温度下辐射体的辐射出射度与全辐射体(黑体)的辐射出射度之比。半球发射比hemispherical emittance e:h元量纲相同温度下，在2立体角内辐射体的辐射出射度与黑体的辐射出射度之比。法向发射比normal emittance e:n，无量纲辐射体表面在

5、某一温度法向上的发射比。4 法向发射比测量方法4. 1 测量装置及要求法向发射比测量装置，由黑体腔、试样腔、零点校正腔、热敏元件腔和恒温水浴等组成。黑体腔和试GB/T 25965-2010 样腔以热水为工质，零点校正腔和热敏元件腔以冷水为工质的法向发射比测量装置的结构示意见图101一一黑体腔;2一一零点校正腔;3一一试样腔;4一一待测试样55一一一热敏元件;6 热敏元件腔;7一一恒温水浴;8一一一二次仪表。2 3 -守6 5 圄1法向发射比测量装置示意图4. 1. 1 黑体腔和零点校正腔完全一致，腔深与腔径之比应不小于3，腔内表面喷涂元光黑漆，其半球发射比不小于0.90。4.1.2 热敏元件腔

6、:腔深与腔径(腔径一般取pOmm左右)之比不小于10，腔内表面喷涂元光黑漆，其半球发射比不小于0.90。4.1.3 试样腔:在装上试样后不能漏水，夹持试样的零件外表面应镀金并抛光。4.2 测量装置辅助设备及二次仪表4.2.1 恒温水浴=测量温度范围为室温(低于30OC)95 oC可调，在80oC，恒温波动度土0.2oC。G/T 25965-2010 4.2.2 低阻检流计:分度值不大于1.1X10-8A/mm，内阻不大于200，临界电阻不大于1000。或数字万用表:分辨率应优于1V。4.3 试样及要求4.3.1 试样表面应平整、均匀、无污染和裂纹。4.3.2 采用非金属材料或以非金属材料为基材

7、的涂层试样，其材料厚度不大于1.5mm。4.3.3 试样为正方形，边长40mm士0.5mm，厚度不大于2mm士0.2mmo 4.3.4 试样的制备4.3.4.1 以金属为基体材料的试样可以在成品上剪裁下作为试样。如果成品不易剪裁也可以采用挂片的方法。4.3.4.2 全玻璃真空太阳集热管吸收涂层测试试样采用挂片方法。镀集热管吸收涂层时，在集热管的中间和两端挂三片玻璃片或载披片，试样厚度S1.5 mm，三片吸璃试样测试结果的平均值表示该集热管或此工艺膜系的法向发射比。4.4 测试4.4.1 测试前准备4. 4. 1. 1 首先将待测试样按要求放入试样腔内。4.4. 1. 2 试样的测试植度应调整在

8、80.C :I: 5 .C的范围内。4.4.2 测试程序4.4.2. 1 开启恒温水浴循环水泵，使80.C士0.2.C的热水在试样腔和黑体腔中循环流动。零点校正腔和热敏元件腔通入低于30.C的循环水或自来水。4.4.2.2 当试样温度达到恒定温度时(80.C)且在5min斗omin内，温度波动不大于0.2.C，方可开始进行测试。4.4.2.3 将零点校正腔置于热敏元件腔上方，二次仪表马上显示零点校正腔热辐射输出电信号指示值0 4.4.2.4 取下零点校正腔，将试样腔和黑体腔分别依次置于热敏元件腔上方，从二次仪表分别显示试样和黑体腔热辐射输出电信号指示值和弘，此过程4.4.2.3和4.4.2.4

9、至少进行3次，每次间隔不小于90S. 4.5 测试数据处理4.5. 1 法向发射比计算公式根据法向发射比的定义，热辐射体表面法向辐射出射度与在同一温度下黑体的法向辐射出射度之比值，为法向发射比，待测试样表面法向发射比为:式中zEsn -Ebn半b 一一待测试样在温度To时辐射输出电信号示值;如黑体在温度To时辐射输出电信号示值;e:，n一一待测试样的法向发射比;e:bn一一黑体的法向发射比。取黑体的法向发射比e:bn=1时，则式(1)简化为:. ( 1 ) Esn =生.(2 ) +、在实际测试中，零点校正腔也有辐射输出信号示值仇，所以在操作时应将测得的弘和弘同时减去0 ，即:3 GB/T 2

10、5965-2010 式中:cpo-一一零点校正腔辐射输出信号示值。4.5.2 数据处理4.5.2.1 测试结果以三次测定结果的算术平均值表示，取其小数点后两位数。为了确定低发射比EnO.1的试样所测数据是否可信，需作如下工作:将一片40mmX 40 mmX1 mm金片或同样尺寸的铝合金片镀金抛光，按本标准第4章进行检测，所测结果:金的En= 0.03士0.01，表示该测量装置所测数据是准确可靠的。如果所测数据有偏差，可以依此数据对待测数据( 3 ) E5n=坠二生立+、+。4.5.2.2 进行修改。全玻璃真空太阳集热管半球发射比测量方法5. 1 半球发射比检测仪及要求5. 1. 1 半球发射比

11、检测仪组成全玻璃真空太阳集热管半球发射比检测仪由三部分组成，一为测量装置(含冷壁水套等)，二为测量自动控制仪(含四通道数字显示仪、三回路调节器等)，三为数据处理及打印系统。检测仪组成及结构示意见图20数据处理系统及打印2 5 14 1一一测温铅电阻;2一一冷却水出口;3 带吸收涂层的内管;4一一罩玻璃管;5一一真空夹层;6 冷壁水套;7一一测温热电偶58一一加热器引线;9 高温瓷管;10-冷却水人口511一一-循环冷却水512一一水套法兰;13一一密封圈514一一固紧法兰zHo 主加热器;H , 、H2辅助加热器。检测仪组成及结构示意图图24 G/T 25965-2010 5.1.2 测量装置

12、结构尺寸检测仪的测量装置(见图2)由冷壁水套、加热器(高温瓷管、加热带)、法兰盘、密封圈、出入水嘴、测温铅电阻及热电偶等构成。对不同罩玻璃管的外径选择不同的结构尺寸，按表1选取。表1测量装置结构尺寸单位为毫米罩玻璃管外径冷壁水套外径冷壁水套长度备注47 80 1 000 外加附件58 80 1 000 70 120 1 000 5.1.3 要求5. 1. 3. 1 冷壁水套成形密封后的冷壁水套通自来水，以不漏水为合格。5. 1. 3. 2 加热器加热器结构示意图见图3。2 5 4AMS二Ho 6 1一-H1热电偶;2、3一-Ho热电偶;4一-H，热电偶;5一一热电偶引出线;6-一-加热带引出线

13、;7-H，加热带;8一一H。加热带;9一-H1加热带;10一一高温瓷管;11一一加热带引线出孔。图3加热器结构示意图加热器总长630mm，主加热器长度为210mm。5. 1. 3. 2. 1 高温瓷管加热器用的高温资管应符合表2的规定。表2高温瓷管的外形尺寸单位为毫米罩玻璃管外径陶瓷管外径陶瓷管壁厚陶瓷管长度47 25土0.54:1: 0.5 1 000土258 35士0.54:1: 0.5 1 000士270 45士0.54:1: 0.5 1 000土25. 1. 3. 2. 2 加热带加热带应满足表3所示的尺寸、电阻和电压的要求。5 GB/T 25965-2010 表3加热带规格罩玻璃管外

14、径/宽度/长度/电阻/口1口1盯1mm口1Q 47 19 880土10500士5058 19 1 210士10320土5070 19 1 680土10250土505. 1.3.3 传感器5. 1. 3. 3. 1 锦铅-媒硅热电偶，测试温度在80.C时，误差不大于士0.6.C。5. 1. 3. 3. 2 铅电阻温度计，测试温度在80.C时，误差不大于士0.3.C。5. 1. 3. 4 控制器5. 1. 3. 4. 1 四通道数字显示仪电流测量精度不大于:0.2%F. S; 一一-电压测量精度不大于:0.2%F S; 温度测量精度不大于:0.3%F.S。5. 1. 3. 4. 2 三回路PID调

15、节器控制精度:0.3%。5. 1. 3. 5 检测仪的热性能检查电压/V 220 220 220 首先制备一支铝涂层真空管，即在137mm(或147mm、158mm)内玻璃管用磁控溅射镀膜机溅射一层铝(LYll)膜，其他工序与具有选择性吸收涂层的全玻璃真空太阳集热管工序相同，其检测结果应符合表4的规定。表4铝(LY11)涂层在不同温度下的半球发射比温度jC半球发射比Eh80 0.02土0.01100 0.02土0.01150 0.03士0.015.2 试样全玻璃真空太阳集热管应能满足GB/T17049的外形尺寸要求。5.3 测试5.3.1 测试前准备5.3.1. 1 首先将全玻璃真空太阳集热管

16、置于冷壁水套中，两端加密封圈，用法兰压紧，再将内径1 12 mm的水管分别接到冷壁水套的进出水嘴处，将进水端接到自来水龙头上，另一端放到排水口处，之后试一下流水，并且冷壁水套各处不能有漏、滴水现象，方为合格(可以使用循环水冷却)。5.3.1.2 将带有主加热器与两个辅助加热器及附有四支热电偶的加热器放入集热管的内管中，只需留出3cm，并将加热引线和热电偶引线分别接到控制仪的相对应的位置上。5.3.2 测试程序5.3.2.1 开启冷却水水源，冷却水流量应控制在1.5 L/min3 L/min。5.3.2.2 接通控制仪电源后设定测试温度为80.C。5.3.2.3 观察三回路PID调节器的主加热器

17、和两个辅助加热器的温度是否达到80.C土0.1.C。5.3.2.4 在30min之内主加热器和两个辅助加热器的温度不超出80.C士0.1.C时，开始采集测量数据，即20min内分别采集U，I、Tj、T2各400个数据。5.3.3 数据处理将20min内采集的U，I、Tj、T2各400个数据取其平均值，按照式(4)计算吸收涂层的半球发射6 比，取小数点后两位有效数字:IU Eh - crA (Tt - n) 式中:Eh 待测试样表面半球发射比;U一一主加热器通电电压，单位为伏(V); I一主加热器通电电流，单位为安(A); 斯;武藩-玻耳兹曼常数，5.67XI0-a W/(m2 K4); A一一

18、主加热器对应的内管外表面辐射面积，单位为平方米(m2); Tj一试样表面温度，单位为开(K); T2一一-冷壁水套进出口水温的平均值，单位为开(K)。GB/T 25965-2010 ( 4 ) 由计算机和打印机可以给出测试结果h值，以及升温和平衡时温度随时间变化的曲线。-ONimNH阁。华人民共和国家标准材料法向发射比与全玻璃真空太阳集热管半球发射比试验方法GB/T 25965-2010 国中 中国标准出版社出版发行北京复兴门外三里河北街16号邮政编码:100045网址电话:6852394668517548 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销4峰印张O.75 字数14千字2011年3月第一次印刷开本880X12301/16 2011年3月第一版16.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68533533定价每书号:155066. 1-41701 GB/T 25965-2010 打印日期:2011年3月30日F002A