2022潤滑油導熱系數測定法

潤滑油導熱系數測定法目 次范圍 1規(guī)范性引用文件 1術語和定義 1原理 1儀器設備 2試劑與材料 4試樣 4測試準備 4試驗步驟 4數據處理 5重復性 6試驗報告 6附錄A（規(guī)范性）熱線幾何尺寸測量、標定 7附錄B（資料性）理想導熱段的選取 9附錄C（資料性）甲苯、無水乙醇、純水導熱系數 10I潤滑油導熱系數測定法證符合國家有關法規(guī)規(guī)定的條件。范圍本文件規(guī)定了采用瞬態(tài)熱線法測定潤滑油產品導熱系數的方法。本文件適用于導熱系數在0.05W·m-1·K-1～1.0W·m-1·K-1之間且在測定條件下為均相的潤滑油產品。規(guī)范性引用文件（包括所有的修改單適用于本文件。GB/T6682—2008 分析實驗室用水規(guī)格和試驗方法術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3.1導熱系數thermalconductivity單位時間內在單位溫度梯度下沿熱流方向通過材料單位面積傳遞的熱量，單位為W/(m·K)或W·m-1·K-1。原理絲電阻隨時間的變化，可知金屬絲溫度隨時間的變化關系，通過計算得到待測液體的導熱系數。1儀器設備測定系統測定系統組成如圖1所示，主要包括測定裝置、電源、電阻、采集模塊、恒溫系統、電腦等。標引序號說明：1——熱線；2——樣品容器；3——恒溫系統；4——標準電阻；5——電源；6——1；7——2；8——開關系統；9——數據采集線；10——數據采集電腦。注：壓力控制系統和采集系統可根據實際需求進行配套。圖1測定系統示意圖2測定裝置測定裝置主要包括熱線、支撐桿、容器腔等，如圖2所示。標引序號說明：1——支撐桿；2——熱線；3——容器腔；4——外部引線。圖2測定裝置示意圖熱線5μm～50μm，長度在30mm～100mm，長徑比≥200。熱線幾何尺寸的測量、電阻-A。支撐桿支撐桿宜選用和熱線具有相近膨脹系數的材料。標準電阻標準阻值為5?～10?，等級為0.02級。數據采集系統1測量熱線兩端的電壓。2測量標準電阻兩端的電壓。30次/秒。電源采用可調式穩(wěn)定電源，在測量過程中輸出值的變化應小于0.1%。3恒溫系統溫度波動度需滿足不確定度0.02℃/15min。注：壓力控制和測量系統需根據實際需要自行配置。測試儀表方法。測試儀表應在檢定周期內使用。試劑與材料清洗試劑石油醚、無水乙醇、丙酮或其他常用清洗試劑，分析純。易揮發(fā)，易制毒。標準試劑甲苯（分析純），無水乙醇（分析純）、純水（符合GB/T6682—2008中二級水的要求）。保護眼睛。盛放甲苯的容器應當保持密閉。使用時保證通風。應避免皮膚與其長期和反復接觸。試樣取有代表性樣品測試。樣品應干凈純凈、不能含有顆粒等雜質。防止樣品中任何揮發(fā)組分的損失，應盡可能在同一容器中進行樣品的吸取、轉移和存放。注入測定裝置前，通過震動、攪拌使樣品充分混合均勻。為防止樣品吸潮，樣品暴露在空氣中的時間應盡可能短，使用完畢后，對樣品進行密封保存。測試準備儀器清洗2～3次。3次。儀器檢查采用標準試劑對測定裝置進行檢查，參考附錄C進行數據對比，偏差不超過±3%。試驗步驟2cm以上。15min以上。4注：如需加壓測試，等溫度達到后，即可調節(jié)加壓系統到實驗所需壓力值，等待溫度和壓力值達到平衡。不同壓力導熱系數測量時，壓力控制精度不低于±0.25FS。利用采集系統進行數據采集。3min以上，測量結果取其平均值。數據處理熱線電阻的計算按公式（1）R

.......................................(1)UlUst式中：Rl——熱線電阻阻值，單位為歐姆（?）；Rst——標準電阻阻值，單位為歐姆U1——熱線兩端的電壓，單位為伏特(V)Ust——標準電阻兩端的電壓，單位為伏特(V)。ΔTexp變化（100個以上）。ΔTexplnt為橫坐標，繪制實驗曲線，熱線的加熱過程分為：熱線自身ΔTexp-lnt基本呈直線關系。圖3實驗數據曲線圖diddtΔTexp-lntdiddtq4

....................................(2)5式中：λ——試樣導熱系數，單位為瓦每米每開爾文（W·m-1·K-1）；ΔTid——導熱過程階段的熱線溫升，單位為攝氏度（℃）；q——單位長度熱線加熱功率，單位為瓦特每米(W·m-1)；t——加熱時間，單位為秒(s)；其中q的計算見公式（3）。式中：

qL

....................................(3)q——單位長度熱線加熱功率，單位為瓦特每米（W·m-1）；U1——熱線兩端的電壓，單位為伏特（V）；I——熱線兩端的電流，單位為安培（A）；L——電壓表兩端接線點間熱線的長度，單位為米（m）；Ust——標準電阻兩端的電壓，單位為伏（V）；Rst——標準電阻阻值，單位為歐姆（?）。測定結果對應的溫度按照公式（4）確定。TT1T

.....................................(4)式中：

實 0 2 idT實——實驗溫度，單位為攝氏度（℃）；T0——熱線未加熱前樣品的平衡溫度，單位為攝氏度（℃）；ΔTid——導熱過程階段的熱線溫升，單位為攝氏度（℃）。重復性最大的差值不超過0.0029W·m-1·K-1。試驗報告試驗報告應該包括以下內容：報告編號；檢測依據；樣品信息（包括產品名稱、規(guī)格型號、生產廠家等）；測定儀器信息；試驗條件；試驗結果；測定單位的相關信息，包括人員、時間和地點。6附錄A（規(guī)范性）熱線幾何尺寸測量、標定熱線熱線的幾何尺寸測量熱線的幾何尺寸包括長度和直徑兩個參數，長度測量誤差優(yōu)于±0.05mm，直徑測量準確誤差優(yōu)于±1μm。熱線電阻-溫度關系式標定實驗開始前應標定熱線的電阻-溫度關系式。在實驗所需的溫度范圍內選取5個～10用表記錄，恒溫系統的穩(wěn)定時間要長一些，一般在1h斷的標準是數字多用表測量的電阻值是否穩(wěn)定在某個值附近波動，一般熱線電阻值在20min內的變化量不超過±0.001?。將記錄的溫度及其對應的熱線電阻值擬合為如下的二次多項式：式中：

R1

ABTCT2 (A.1)Rl——熱線電阻，單位為歐姆（?）；T——溫度，單位為攝氏度（℃）；A——二次多項式的常數項；B——二次多項式的一次項系數；C——二次多項式的二次項系數。7DB61/T1609—20228附錄B（資料性）理想導熱段的選取實驗數據處理的關鍵是如何選取ΔTexp-lnt曲線圖上的直線段，該段數據不僅是可得到斜率值的數據，也可得到導熱系數的參考溫度。如何判斷理想導熱段的起始點和結束點，可參考以下方法：擬合斜率系列曲線圖結合ΔTexp-lnt首先繪制ΔTexp-lntNα2α3……α值與點數nα-n曲線是一條接近水平線的曲線。圖B.1 一次系列斜率曲線圖ab導熱段直線的斜率，代入公式（2）即可求得導熱系數結果。9附錄C（資料性）甲苯、無水乙醇、純水導熱系數甲苯導熱系數甲苯導熱系數見表C.1。表C.1甲苯導熱系數

λ單位W·m-1·K-1P/MPaT/℃0.1135101520-300.14520.14540.14590.14630.14750.14870.1498-200.14260.14280.14330.14390.14510.14630.1475-100.13990.14020.14080.14130.14260.14390.145200.13730.13750.13810.13870.14010.14150.1428100.13450.13480.13540.13600.13750.13900.1404200.13180.13210.13270.13340.13500.13650.1380300.1290012930.13000.13070.13240.13400.1355400.12620.12660.12730.12800.12970.13140.1330500.12350.12380.12460.12530.12710.12890.1306600.12070.12110.12190.12270.12460.12640.1282700.11800.11840.11920.12000.12200.12390.1257800.11530.11570.11650.11740.11950.12140.1233900.11260.11300.11390.11480.11700.11900.12101000.11000.11040.11130.11230.11450.11660.11871100.10740.10780.10880.10980.11210.11430.1164120—0.10530.10640.10740.10980.11210.1142注：此數據來源于REFPROP10.010無水乙醇導熱系數無水乙醇導熱系數見表C.2。表C.2無水乙醇導熱系數

λ單位W·m-1·K-1P/MPaT/℃0.1135101520-300.17730.17770.17870.17970.18210.18440.1868-200.17420.17470.17570.17670.17910.18140.1837-100.17150.17190.17290.17390.17630.17870.181100.16890.16940.17040.17140.17380.17620.1786100.16660.16710.16810.16910.17160.17400.1763200.16450.16500.16600.16700.16950.17190.1743300.16250.16300.16400.16510.16760.17000.1724400.16070.16120.16220.16320.16580.16820.1706500.15900.15940.16050.16150.16410.16660.1690600.15730.15780.15880.15990.16250.16500.1674700.15570.15620.15730.15830.16090.16350.165980—0.15460.15570.15680.15940.16200.164590—0.15300.15410.15520.15790.16050.1630100—0.15140.15260.15370.15640.15910.1616110—0.14980.15100.15210.15490.15760.1602120—0.14810.14940.15050.15340.15610.1588注：此數據來源于REFPROP10.011純水導熱系數純水導熱系數見表C.3。表C.3純水導熱系數

λ單位W·m-1·K-1P/MPaT/℃0.1135101520100.57880.57940.58070.58200.58510.58820.5913200.59800.59850.59970.60090.60370.60660.6093300.61440.61490.61600.61710.61980.62240.6250400.62850.62900.63000.63110.63370.63630.6388500.64060.64110.64210.64320.64570.64830.6508600.65100.65150.65250.65360.65610.65870.6612700.65980.66020.6613