| 标准号GB3140 代替标准号代替GB3140-82 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 GB1446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。在均温区内最大温差不超过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，精确至0.2°C。 6试验步骤 6.1试样状态调节 试样状态调节按GB1446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.第一阶段——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，继续读数直到温度最高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，精确到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(1)式计算： C(tn tδ-t0) Cp=-------------…………………………………(1) 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——量热计的最高温度，°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(2)式或(3)式计算： V3-V1t0 tnn-1- td=-------(------- tj-n·t1) n ·V1…………(2) t3-t12j=1 V3-V1t0 tnn-1- td=-------(------- tj-n·t3) n·V3…………(3) t3-t12j=1 式中：tδ——同式(1)； V1、V3——分别表示第一和第三阶段量热计温度变化速率，°C/min； -- t1、t3——分别表示第一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 (参考件) 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=0.02319kg。 A1.4量热计温度变化见表A1。 表A1量热计的温度变化 _______________________________________________________________________________ 时间第一阶段时间第二阶段时间第三阶段 min温度，°Cmin温度，°Cnmin温度，°C 020.2061121.26412023.000 120.2181222.00822122.995 220.2361322.42932222.990 320.2491422.68342322.982 420.2641522.84552422.975 520.2791622.92162522.964 620.2971722.96772622.957 720.3121822.99082722.949 820.3251923.002=t92822.939 920.3382922.932 1020.353=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-V10.022 -------=------=0.008 t3-t12.687 t0 tn20.353 23.002 -------=--------------=21.678 22 ∵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×(-0.015)=-0.135 V3-V1t0 tnn-1- 代入tδ=-------［------ tj-n·t1］ n·V1=0.008［21.678 180.107-182.520］ (-0.1 t3-t12 j=135)=0.019°C A3计算试样的平均比热容 C(tn tδ-t0)775.5(23.002 0.019-20.353 Cp=------------=---------------------------=1.1×10[3]J/kg·K M(t-tn-tδ)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。 |
