GB T 18443.6-2010 真空绝热深冷设备性能试验方法 第6部分：漏热量测量.pdf

1、ICS 23.020 J 74 道昌中华人民主t./、和国国家标准GB/T 18443.6-2010 真空绝热深冷设备性能试验方法第6部分:漏热量测量Testing method of performance for vacuum insulation cryogenic equipment-Part 6: Heat-leak rate measurement 2010-09-26发布2011-02-01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前言GB/T 18443(真空绝热深冷设备性能试验方法分为8个部分:一一第1部分:基本要求;一第2部分:真空度测量

2、;一-第3部分:漏率测量;一一第4部分:漏放气速率测量;一一第5部分z静态蒸发率测量;一一第6部分:漏热量测量;一一第7部分:维持时间测量;一一第8部分z容积测量。本部分为GB/T18443的第6部分。本部分的附录A、附录B和附录C均为资料性附录。本部分由全国锅炉压力容器标准化技术委员会(SAC/TC262)提出并归口。GB/T 18443.6-2010 本部分起草单位:上海市特种设备监督检验技术研究院、上海市气体工业协会、上海交通大学、查特深冷工程系统(常州)有限公司、山东商业职业技术学院、四川空分设备(集团)有限责任公司、南京航天晨光股份有限公司、上海华谊集团装备工程有限公司、中国特种设备

3、检测研究院。本部分起草人:汪荣顺、周伟明、徐惠新、舒文华、罗晓明、寿比南、薛季爱、魏蔚、易希朗、王芳、薛小龙、施锋萍、魏勇彪、顾福明、王为国。本部分为首次发布。I G/T 18443.6-2010 1 范围真空绝热深冷设备性能试验方法第6部分:漏热量测量GBjT 18443的本部分规定了真空绝热深冷设备漏热量测量的试验原理与方法、试验装置、设备和仪器、试验条件与试验准备、试验步骤、数据处理和试验记录与试验报告等要求。本部分适用于除储运液氢介质以外的真空绝热深冷压力容器、真空绝热深冷焊接气瓶、真空绝热管及其管件等真空绝热深冷设备的漏热量测量，其他设备可参照执行。流量计测量法适用于真空绝热深冷压力

4、容器、真空绝热深冷焊接气瓶等真空绝热深冷设备的漏热量测量，表面温度测量法适用于真空绝热管及其管件的漏热量测量。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过GBjT18443的本部分的引用而成为本部分的条款。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部分，然而，鼓励根据本部分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部分。GBjT 18443. 1-2010 真空绝热深冷设备性能试验方法第1部分z基本要求GBjT 18443. 2 真空绝热深冷设备性能试验方法第2部分:真空度测量GBjT 18443.3 真空绝热深冷

5、设备性能试验方法第3部分:漏率测量GBjT 18443.4 真空绝热深冷设备性能试验方法第4部分:漏放气速率测量GBjT 18443.5-2010 真空绝热深冷设备性能试验方法第5部分z静态蒸发率测量3 术语和定义GBjT 18443. lGBjT 18443.5确立的以及下列术语和定义适用于本部分。3.1 漏热量heat-Ieak rate 单位时间内从周围环境传递到真空绝热深冷设备储存介质的热量，单位为瓦(W)。3.2 测试漏热量test heat-Ieak rate 真空绝热深冷设备充分冷却，达到热平衡后，单位时间内从周围环境传递到真空绝热深冷设备储存介质的热量，单位为瓦(W)。3.3

6、标准环境状态下漏热量heat-Ieak rate of standard ambient condition 测试漏热量换算为标准环境状态下的漏热量值，单位为瓦(W)。4 试验原理与方法4. 1 流量计测量法试验原理、方法和装置符合GBjT18443. 5一2010中4.2.1和4.2.2的规定。4.2 表面温度测量法4.2. 1 试验原理与方法1 GB/T 18443.6一2010通过测量真空绝热管的外表面温度及对应的环境温度，按大空间自然对流计算漏人真空绝热管的漏热量，按测得的接头空气侧温度与液体温度的差值计算接头的导热漏热量，或建立接头的有限元传热模型求解接头的漏热量。试验装置原理图见图

7、1012 11 1一一检测漏热量的试验管;2、3一一辅助试验段4一一连接法兰(KF或CF); 5 真空阀;6-高真空规管$7 真空计z8一一带接口的真空阀(接检漏仪与真空机组); 固1表面温度法测量装置原理圄9一一保温板;10-加液阀;11一一深冷液体容器;12一一放空阀。4.2.2 当采用易燃介质测量真空绝热管及其管件的漏热量时应有安全措施，否则不应使用表面温度法。5 试验装置、设备和仪器5. 1 试验装置由检测漏热量的试验管、辅助试验段、连接法兰(KF或CF)、真空间、高真空规管、真空计、带接口的真空间(接检漏仪与真空机组)、保温板、加液闽、深冷液体容器、放空阀、热电偶或铅电阻温度计、数据

8、采集仪等组成。5.2 试验装置、设备和仪器应符合GB/T18443. 1-2010中4.2的规定，且还应满足以下要求:a) 当流量计的量程小于或等于5L/min时，精度应达到0.5%;量程大于5L/min时，精度应达到1.0%;b) 流量计的额定流量应与被检深冷绝热管蒸发的气体流量相适应;c) 应有环境温度、环境大气压力及流量计进口温度和压力测量装置。6 试验条件与试验准备6. 1 试验条件与试验准备应符合GB/T18443. 1的规定。6.2 采用表面温度法测量时应在避光、自然对流、无风的室内进行。6.3 被检真空绝热管的有效长度应不小于5m，且在中间3m长的外管表面底部均布不少于6个温度的

9、测量点。6.4 辅助试验段的内容积应大于被检真空绝热管内容积的2倍，辅助试验段的高度应小于1.5m。G/T 18443.6-2010 7 试验步骤7. 1 流量计测量法试验步骤、试验过程和数据记录应符合GB/T18443. 5中7.1的规定。7.2 表面温度测量法7.2.1 一般采用液氮作为试验介质，也可采用实际输送的深冷液体作为试验介质。7.2.2 打开阔门10，用深冷容器11向被检真空绝热管及其管件连续输送深冷液体，直至加满为止。当辅助试验段内液位降至一半时，应重新加液补满，保证被检真空绝热管内充满试验介质液体。7.2.3 真空绝热管及其管件持续输送深冷液体24h后，方可记录数据。7.2.

10、4 数据记录应按不大于10min的时间间隔，采集表面及环境温度，直至1h内采集数据的相对误差小于士5%为止。7.2.5 按附录A规定的表格格式填写试验数据或自动采集数据。8 数据处理8. 1 测试漏热量Qo8. 1. 1 流量计测量法8. 1. 1. 1 采用湿式气体流量计测量时，测试漏热量Q。按式(1)计算:式中:(. , Pv 273.15 Qo =G咿gl+:)X一T-X口百五E凡X1 000 俨LQ。一一测试漏热量，单位为瓦(W);Gv一一蒸发气体体积流量日平均值，单位为立方米每秒(m3/s);沪一一流量计的校正系数，标定时给定值;. ( 1 ) Pg一一标准大气压(101.325 k

11、Pa)、273.15 K下试验介质的气体密度，单位为千克每立方米(kg/m3) ; PV一一试验环境压力日平均值下试验介质的饱和蒸气密度，单位为千克每立方米(kg/m3); PL一一试验环境压力日平均值下试验介质的饱和液体密度，单位为千克每立方米(kg/旷); T 流量计入口温度日平均值，单位为开尔文(K); P 流量计人口压力日平均值，单位为兆帕(MPa); hfg一一流量计人口压力日平均值下饱和液体的汽化潜热，单位为千焦每千克(kJ/kg)。8. 1. 1. 2 采用气体质量流量计测量时，测试漏热量也按式(2)计算:Qo =Gml1 +但)c X hfg X 1 000 、PL. ( 2

12、) 式中:Q。一一测试漏热量，单位为瓦(W);Gm一一蒸发气体质量流量日平均值，单位为千克每秒(kg/s);PV一一试验环境压力日平均值下试验介质的饱和蒸气密度，单位为千克每立方米(kg/m3); PL 试验环境压力日平均值下试验介质的饱和液体密度，单位为千克每立方米(kg/m3); 沪一一流量计的校正系数，标定时给定值z其余同式(1)。8. 1. 2 表面温度测量法8. 1.2. 1 真空绝热管的测试漏热量Q。应按式(3)计算:Qo =h(T. -Tw)DL . ( 3 ) 3 G/T 18443.6-2010 式中zQ。测试漏热量，单位为瓦(W);T. -环境平均温度，单位为开尔文(K);

13、 Tw一一管壁温度的平均温度，单位为开尔文(K)，按式(4)计算:耳目丁T . ( 4 ) 式中zTwi ,i=l ，2n一一壁面的各测量处温度，单位为开尔文(K); 一一壁面温度测量数量。D一管道外径，单位为米(m); L一一管道长度，单位为米(m); h一一管道与空气的自然对流换热系数，单位为瓦每平方米开尔文W/(m2 K)J。h按式(5)计算:hD Nu=了=0.48X (Gr Pr) . ( 5 ) 式中:Nu一一努塞尔特数;D一一管道外径，单位为米(m); A一-空气的导热系数，单位为瓦每米开尔文(W/m.K);Gr一一格拉晓夫数，按式(6)计算:( 6 ) 式中zg一重力加速度，单

14、位为米每秒平方(m/s2):t:.T一一传热温差，t:.T=I T. -Tw 1，单位为开尔文(K); 一-空气的运动带度，单位为二次方米每秒(m2/s);F一-空气的热膨胀系数，卢=l/Tm，Tm按式(7)计算:T十Tm-一一一主._._. ( 7 ) 2 式中zTm 定性温度，单位为开尔文(K); 其余同式(3)。Pr一一空气普朗特数，可参照附录B查取。8. 1. 2. 2 真空绝热管接头对的测试漏热量Q。的计算应符合下列要求:a) 真空绝热管阴阳接头对的漏热量应按式(8)计算:Qo=早安(D，z一(Di-8i) 2J(Twji -T22_ . . . ( 8 ) 4含rL-1-1 -1/

15、 _j l Li J 式中zQ。一一接头对的总漏热量，单位为瓦(W); DI -阳接头的外管外径，单位为米(m); D2一一阴接头的内管外径，单位为米(m); 81一一阳接头的外管壁厚，单位为米(m); 4 GB/T 18443.6-2010 (J2一一阴接头的内管壁厚，单位为米(m); T明1一一阳接头与环境接触的外表面平均温度，单位为开尔文(K); T州一一阴接头与环境接触的外表面平均温度，单位为开尔文(K); T2一一试验时被检件内平均压力对应的深冷液体饱和温度，单位为开尔文(K); 1一一阳接头的外管材料从T呵l到T2温区内的平均导热系数，单位为瓦每米开尔文(W/m.K); z一一阴接

16、头的内管材料从飞z到T2温区内的平均导热系数，单位为瓦每米开尔文(W/m.K); Lj 阳接头的外管管长，单位为米(m); L2 阴接头的内管管长，单位为米(m)。b) 计算管道其他接头对的漏热量时按实际尺寸的导热结梅考虑，温差为实测表面温度与饱和液体温度之差，复杂结构应采用有限元热分析计算。8.2 标态(标准环境状态下漏热量Q刽计算8.2.1 标态下的高真空多层绝热漏热量Q20应按式(9)计算zI n ,., 293. 15 - T , , n ., 293. 15母一T，气. Qza =Qo (0. 7 X十0.3X卜. . ( 9 ) 飞Tj- T2 ，. Tj4 - Tz 4 J 式中

17、:Qzo一一-标态下漏热量，单位为瓦(W);Q。一一接头对的总漏热量，单位为瓦(W);T，一一标准大气压(101.325 kPa)下深冷液体饱和温度，单位为开尔文(K); T j -试脸时平均环境温度，单位为开尔文(K); T2一一试瞌时被检件内平均压力对应的深冷漉体饱和温度，单位为开尔文(K)。8.2.2 标态下的精末或纤维真空绝热漏热量Q20应按式(10)计算:s T-42 二TH三江-TUQd一L-o n吨。2 Q . ( 10 ) 式中:Qzo-标态下漏热量，单位为瓦(W); Q。一一接头对的总漏热量，单位为瓦(W); T，一一标准大气压(101.325 kPa)下深冷液体饱和温度，单

18、位为开尔文(K), Tj 试验时平均环境温度，单位为开尔文(K); T2 试验时被检件内平均压力对应的深冷液体饱和温度，单位为开尔文(K)。8.2.3 标态下的高真空绝热漏热量Qzo应按式(11)计算:主4二Tr一-3-T n3-。，一Q 一-Q ( 11 ) 式中:Qzo一一标态下漏热量，单位为瓦(W);Q。一一接头对的总漏热量，单位为瓦(W);T，一一标准大气压(101.325 kPa)下深冷液体饱和温度，单位为开尔文(K); Tj一一试验时平均环境温度，单位为开尔文(K); Tz一一试验时被检件内平均压力对应的深冷液体饱和温度，单位为开尔文(K)。9 试验记录与试验报告9. 1 试验记录

19、格式可参照附录A。9.2 试验报告格式可参照附录C。5 GB/T 18443.6-2010 漏热量检测记录表格可参照表A.l。附录A(资料性附录)漏热量检测记录表A.1漏热量检测记录真空绝热深冷设备编号环境温度计型号与编号试验起止日期和时间大气压计型号与编号试验地点壁面温度传感器型号与编号时间环境温度壁温1壁温2壁温3壁温4壁温5壁温6 记录:核对z6 壁温7壁温8 GB/T 18443.6-2010 附录B(资料性附录)标准大气压(10 1. 325 kPa)下的空气物性数据表标准大气压(101.325 kPa)下的空气物性数据表可参照表B.L表B.1标准大气压(101. 325 kPa)下

20、的空气物性数据表温度密度定压比热容导热系数动力毅度运动秸度定压膨胀系数普朗特数K kg/m3 J/Ckg.K) 国0-W/Cm. K) Pa. s mtn /s 1O-3/K 243 l. 454 1 005.4 2.213 15.71 10.81 4. 136 0.714 244 l. 448 1 005.4 2.221 15.76 l).89 4.119 0.714 245 l. 442 1 (l05. 4 2.228 15.82 10.91 4. 102 O. 714 246 l. 436 1005.4 2.235 15.87 1l. 05 4.085 O. 714 247 l. 430

21、 1 005.4 2.243 15.92 11. 13 4.068 O. 714 248 l. 424 1005.4 2.250 15.97 11. 21 4.051 O. 714 249 l. 419 1 005.4 2.258 16.02 11. 30 4.035 O. 714 250 l. 413 1 005.4 2.265 16.08 11. 38 4.019 O. 714 251 l. 407 1 005.4 2.272 16.13 11. 46 4.002 O. 714 252 l. 402 1 005.4 2.280 16.18 11. 54 3.986 O. 714 253 l

22、. 396 1 005.4 2.287 16.23 11. 63 3.970 O. 714 254 l. 391 1 005.4 2.294 16.28 11. 71 3.954 O. 714 255 l. 385 1 005.4 2.302 16.33 11. 79 3. 93.9 O. 714 256 l. 380 1 005.4 2. 309 16.39 11. 88 3. 9,23 O. 714 257 l. 374 1 005.4 2.316 16.14 11. 96 3.908 O. 714 258 l. 369 1005.4 2.324 16.49 12.05 3.892 O.

23、714 259 l. 364 1 005.4 2.331 16.54 12. l3 3.877 O. 714 260 l. 358 1005. S 2.338 16.59 12.21 3.862 O. 714 / 261 l. 353 1 005.5 2.345 16.64 12.30 3.847 O. 713 262 l. 348 1 005. 5 2.353 16.69 12.38 3.832 O. 713 263 l. 343 1 005. 5 2.360 16.75 12.47 3.817 O. 713 264 l. 338 1 005.5 2.367 16.80 12.56 3.80

24、3 O. 713 265 l. 333 1 005.5 2.374 16.85 12.64 3. 788 O. 713 266 l. 328 1 005.5 2.382 16.90 12.73 3.774 O. 713 267 l. 323 1 005.5 2.389 16. 95 12.81 3. 760 O. 713 268 l. 318 1 005. 5 2.396 17.00 12.90 3.745 O. 713 269 l. 313 1 005.6 2.403 17.05 12.99 3.731 O. 713 270 l. 308 1 005. 6 2.410 17.10 13.07

25、 3.717 O. 713 271 l. 303 1 005.6 2.418 17.15 13.16 3. 704 O. 713 7 GB/T 18443.6一2010表B.1(续)温度密度定压比热容导热系数动力秸度运动蒙古度定压膨胀系数普朗特数K kg/m3 l/(kg. K) 10- W/(m. K) Pa. s mm/s 1O-3/K 272 1. 298 1 005.6 2.425 17.20 13. 25 3.690 o. 713 273 1. 293 1 005.6 2.432 17.25 13.34 3.676 0.713 274 1. 289 1 005. 6 2.439 17

26、.30 13.43 3.663 O. 713 275 1. 284 1 005.7 2.446 17.35 13.51 3.649 o. 713 276 1. 279 1 005.7 2.453 17.40 13.60 3.636 o. 713 277 1. 275 1 005.7 2.460 17.45 13.69 3.622 O. 713 278 1. 270 1 005.7 2.467 17.50 13. 78 3.609 o. 713 279 1. 266 1 005.8 2.475 17.55 13.87 3.596 o. 713 280 1. 261 1 005.8 2.482 1

27、7.60 13. 96 3.583 o. 713 281 1. 257 1 005.8 2.489 17.65 14.05 3. 570 o. 713 282 1. 252 1 005.8 2.496 17.70 14. 14 3.558 o. 713 283 1. 248 1 005.8 2. 503 17.75 14.23 3. 545 O. 713 284 1. 243 1 005.9 2.510 17.80 14.32 3.532 o. 713 285 1. 239 1 005.9 2.517 17.85 14.41 3.520 O. 713 286 1. 234 1 005.9 2.

28、524 17.90 14.50 3.507 O. 713 287 1. 230 1 006.0 2.531 17.95 14.59 3.495 O. 713 288 1. 226 1 006.0 2.538 18.00 14.68 3.483 O. 713 289 1. 222 1 006.0 2.545 18.05 14.77 3.471 O. 713 290 1. 217 1 006.0 2.552 18.09 14.86 3.459 O. 713 291 1. 213 1 006. 1 2.559 18. 14 14. 96 3.447 O. 713 292 1. 209 1 006.1

29、 2. 566 18.19 15.05 3.435 O. 713 293 1. 205 1 006. 1 2.573 18.24 15.14 3.423 O. 713 294 1. 201 1 006.2 2.580 18.29 15.23 3.411 O. 713 295 1. 197 1 006.2 2.587 18.34 15.32 3.399 O. 713 296 1. 193 1 006.2 2.594 18.39 15.42 3.388 0.713 297 1. 189 1 006.3 2.601 18.44 15.51 3.376 O. 713 298 1. 185 1 006.

30、3 2.608 18.48 15. 60 3.365 O. 713 299 1. 181 1 006.3 2.615 18.53 15. 70 3. 354 0.713 300 1. 177 1 006.4 2. 622 18.58 15.79 3.342 O. 713 301 1. 173 1 006.4 2.629 18.63 15.89 3.331 0.713 302 1. 169 1 006. 5 2.636 18.68 15.98 3.320 o. 713 303 1. 165 1 006.5 2.643 18. 73 16.07 3.309 o. 713 304 1. 161 1

31、006.5 2.650 18. 77 16.17 3.298 O. 713 305 1. 157 1 006.6 2.657 18.82 16.26 3.287 0.713 8 GB/T 18443.6-2010 表B.1(续)温度密度定压比热容导热系数动力蒙古度运动秸度定压膨胀系数普朗特数K kg/m3 J/(kg. K) 10-2 W/(m. K) Pa. s mm2/s 10-3/K 306 1. 154 1 006.6 2.663 18.87 16.36 3.276 O. 713 307 1. 150 1 006.7 2.670 18.92 16.45 3.265 O. 713 308

32、 1. 146 1 006.7 2.677 18.97 16.55 3.255 O. 713 309 1. 142 1 006.8 2.684 19.01 16.64 3.244 0.713 310 1. 139 1 006.8 2.691 19.06 16.74 3.234 0.713 311 1. 135 1 006.9 2.698 19.11 16.84 3.223 O. 713 312 1. 131 1 006.9 2. 705 19.16 16.93 3.213 0.713 313 1. 128 1 006.9 2.712 19.20 17.03 3.202 0.713 314 1.

33、 124 1 007.0 2. 718 19.25 17.13 3. 192 O. 713 315 1. 121 1 007.0 2. 725 19.30 17.22 3. 182 0.713 316 1. 117 1 007. 1 2. 732 19.35 17.32 3.172 0.713 317 1. 113 1 007. 1 2. 739 19.39 17.42 3. 162 O. 713 318 1. 110 1 007.2 2.746 19.44 17.52 3. 152 O. 713 319 1. 106 1 007.2 2. 753 19.49 17.61 3. 142 0.7

34、13 320 1. 103 1 007. 3 2. 759 19.54 17.71 3. 132 O. 713 321 1. 100 1 007.4 2. 766 19.58 17.81 3. 122 O. 713 322 1. 096 1 007.4 2. 773 19.63 17.91 3.112 O. 713 323 1. 093 1 007.5 2.780 19.68 18.01 3. 103 O. 713 9 GB/T 18443.6-2010 附录C(资料性附录)漏热量检测报告漏热量检测报告表格可参照表C.10表C.1漏热量检测报告试验起止日期试验前仪器情况内容器有效容积试验介质m

35、3 充液结束时间充满率试验计算开始时间试验计算结束时间平均环境温度平均大气压 kPa 标态下漏热量w 试验后仪器情况备注编帘tl: 核对:审核z10 报告编号:OFON-.的叮叮FH阁。华人民共和国家标准真空绝热深冷设备性能试验方法第6部分:漏热量测量GB/T 18443.6-2010 国申晤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1字数21千字2010年12月第一次印刷开本880X 1230 1/16 2010年12月第一版晤书号:155066. 1-40847 18.00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GB/T 18443.6-2010 打印日期:2011年1月12日F002