ASTM C653-17
Стандартное руководство по определению термического сопротивления изоляции из минерального волокна низкой плотности сплошного типа
- Стандартный №
- ASTM C653-17
- Дата публикации
- 2017
- Разместил
- American Society for Testing and Materials (ASTM)
- состояние
- быть заменен
- ASTM C653-24
- Последняя версия
- ASTM C653-24
- сфера применения
-
Обзор стандарта ASTM C653-17 и техническая база
ASTM C653-17 — это авторитетный стандарт руководства для определения теплового сопротивления изоляционных материалов из минерального волокна низкой плотности в виде одеял, опубликованный Американским обществом по испытаниям и материалам. Впервые принятый в 1970 году и последний раз пересмотренный в 2017 году, этот стандарт отражает последние разработки в технологии испытаний изоляционных материалов. Он в первую очередь применяется к материалам из минерального волокна с диапазоном плотности 6,4–48 кг/м³, в частности к изоляционному войлоку и одеялам для строительства.
Основные принципы испытаний и выбор метода
Стандарт рассчитывает тепловое сопротивление (R) на основе закона теплопроводности Фурье путем измерения кажущейся теплопроводности материала (λ). Тепловое сопротивление рассчитывается по формуле: R = L/λ, где L — толщина материала. Стандарт допускает использование трех методов испытаний ASTM для определения теплопроводности:
Метод испытаний Принцип и характеристики Применимые сценарии Требования к точности C177 Метод защищенной горячей пластины Абсолютное измерение, высочайшая точность Лабораторная калибровка и арбитражный тест ±2% C518 Метод измерителя теплового потока Относительное измерение, высокая скорость испытания Контроль качества производственной линии и типовые испытания ±3% C1114 Метод тонкого нагревателя Применимо к испытанию тонких материалов Специальные тонкие изоляционные материалы ±5%
Модель зависимости теплопроводности от плотности и обработка данных
В стандарте используется трехпараметрическая модель для описания функциональной зависимости между кажущейся теплопроводностью и плотностью: λ = a + bD + c/D, где a, b и c — характерные параметры продукта, отражающие вклады газообразной теплопроводности, твердой теплопроводности и лучистой теплопроводности соответственно. Эта модель, основанная на результатах исследований Ренекса и Пеланна и др., точно отражает механизм теплопроводности изоляционных материалов низкой плотности.
Для испытания требуется получить не менее девяти точек данных {λi; Di}, а значения параметров определяются методом наименьших квадратов. Стандарт рекомендует использовать не менее 20 точек данных для установления характеристической кривой продукта с целью повышения точности интерполяции. Для материалов с плотностью ниже 16 кг/м³ параметр c становится доминирующим фактором, вызывающим изменчивость между образцами.
Ключевые моменты в процедурах подготовки образцов и испытаний
Стандарт определяет три процедуры подготовки образцов:
Процедура A (Метод сжатия): Тот же образец сжимается для получения точек испытания при разных плотностях. Это позволяет сократить время испытания, но может привести к ошибкам, связанным с эффектом сжатия.
Процедура B (Метод нескольких образцов): Для получения точек испытания используются различные образцы, что лучше отражает изменчивость материала, но требует большего количества образцов.
Процедура C (Прямой метод): Прямое испытание проводится при представительной плотности Dav без интерполяционных расчетов, но плотность образца должна соответствовать Dav.
Для отбора проб требуется отбирать 75-150 футов² образца из каждой партии продукции (обычно количество для грузовика или дома), чтобы определить среднюю плотность и избежать использования поврежденного материала. Измерения толщины выполняются в соответствии с методом C167, при этом особое внимание уделяется различению восстановленной толщины и номинальной толщины.
Анализ неопределенности и контроль точности
Стандарт использует комбинацию систематической погрешности (Δ) и случайной погрешности (s) для оценки общей неопределенности (Ψ). Общая неопределенность измерений теплопроводности составляет: Ψλ = sλ + Δλ, где sλ включает точность прибора (sa) и изменчивость материала (sm).
Формула распространения неопределенности для значений теплового сопротивления имеет вид: ΨR/Rav = [(sL+ΔL)²/Lav² + (sλ+Δλ)²/λav²]^0,5. Стандарт рекомендует установить доверительный интервал 1σ (уровень доверительной вероятности 68%) или 2σ (уровень доверительной вероятности 95%), используя не менее 20 точек данных для обеспечения статистической надежности результатов испытаний.
Рекомендации по внедрению стандартов и инженерные приложения
1. Разработка плана испытаний: Выберите соответствующие методы и процедуры испытаний на основе диапазона плотности продукта и отдайте приоритет методу измерения теплового потока (C518) для повседневного контроля качества.
2. Обработка и проверка данных: Рекомендуется использовать множественную линейную регрессию для определения параметров a, b и c и избегать экстраполяции с помощью формул интерполяции.
3. Калибровка и обслуживание оборудования: Регулярно калибруйте испытательное оборудование с использованием эталонных материалов, чтобы гарантировать, что систематические погрешности находятся в контролируемых пределах.
4. Репрезентативность выборки: Полностью учитывать изменчивость партий производства материалов, чтобы гарантировать статистическую репрезентативность выборки.
Этот стандарт имеет важное прикладное значение при приемке энергосберегающих конструкций, сертификации качества продукции и испытаниях в области НИОКР, а также обеспечивает научную и надежную методологическую основу для оценки эксплуатационных характеристик изоляционных материалов из минерального волокна низкой плотности.
ASTM C653-17 Ссылочный документ
- ASTM C1045 Стандартная практика расчета свойств теплопередачи в установившихся условиях
- ASTM C1114 Стандартный метод испытаний свойств теплопередачи в установившемся режиме с помощью устройства тонкого нагревателя
- ASTM C167 Стандартные методы испытаний толщины и плотности матовой или матовой теплоизоляции
- ASTM C168 Стандартная терминология, касающаяся теплоизоляции
- ASTM C177 Стандартный метод испытаний для измерения стационарного теплового потока и свойств теплопередачи с помощью устройства с защищенной нагревательной пластиной
- ASTM C518 Стандартный метод испытаний установившихся свойств теплопередачи с помощью устройства для измерения теплового потока
- ASTM C687 Стандартная практика определения термического сопротивления насыпной строительной изоляции
ASTM C653-17 История
- 2024 ASTM C653-24 Стандартное руководство по определению термического сопротивления изоляции из минерального волокна низкой плотности сплошного типа
- 2017 ASTM C653-17 Стандартное руководство по определению термического сопротивления изоляции из минерального волокна низкой плотности сплошного типа
- 1997 ASTM C653-97(2012) Стандартное руководство по определению термического сопротивления изоляции из минерального волокна низкой плотности сплошного типа
- 1997 ASTM C653-97(2007) Стандартное руководство по определению термического сопротивления изоляции из минерального волокна низкой плотности сплошного типа
- 1997 ASTM C653-97(2002) Стандартное руководство по определению термического сопротивления изоляции из минерального волокна низкой плотности сплошного типа
- 1997 ASTM C653-97 Стандартное руководство по определению термического сопротивления изоляции из минерального волокна низкой плотности сплошного типа
