この規格 プレビューページの目次
※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
導入
0.1 ドキュメントの細分化
この国際規格は 3 つのセクションに分かれており、ガード付きホット プレート装置を使用するために必要な情報の最も包括的な集合体を表しています。
セクション 1: 一般的な考慮事項
セクション 2: 装置とエラーの評価
セクション 3: テスト手順
テスト目的でこの国際規格に指定されている方法を使用するユーザーは、セクション 3 のみに集中する必要があるかもしれませんが、正確な結果を得るには、他の 2 つのセクションにも精通している必要があります。彼は一般的な要件について特に精通している必要があります。セクション 2 は装置の設計者を対象としていますが、優れた装置を提供するためには、この方法の他のセクションにも考慮する必要があります。したがって、この方法はその目的を十分に果たします。
0.2 熱伝達と測定された特性
熱試験の大部分は、密度の低い多孔質材料に対して行われます。このような場合、内部での実際の熱伝達には、さまざまな寄与が複雑に組み合わされている可能性があります。
- 放射線;
- 固相と気相の両方で伝導。そして
- 対流（一部の動作条件下）。
特に湿った材料中での物質移動とそれらの相互作用に加えて。このような材料の場合、試験片の熱伝達特性 (非常に多くの場合誤って「熱伝導率」と呼ばれます) は、定義された式と熱流量、温度差、寸法の測定結果から計算され、その材料の固有の特性ではない可能性があります。素材そのもの。 ISO 9288 に従って、この特性はテスト条件に依存する可能性があるため、「伝達係数」と呼ぶ必要があります (伝達係数は、他のところでは見かけの熱伝導率または実効熱伝導率と呼ばれることがよくあります)伝達係数は、試験片の厚さおよび/または同じ平均試験温度の温度差に大きく依存する可能性があります。
放射線による熱伝達は、伝達係数が試験片の厚さに依存する最初の原因です。結果として、材料特性が結果に影響を与えるだけでなく、試験片の表面に隣接する表面の放射特性にも影響します。放射による熱伝達も、温度差に対する伝達係数の依存性に寄与します。この依存性は、温度差が定義された制限を超えた場合に、材料の種類ごと、および平均試験温度ごとに実験的に検出できます。したがって、隣接する表面の放射特性に関する情報が伴う場合、熱抵抗は試験片の熱挙動をよりよく表す特性となります。試験片内で対流が始まる可能性がある場合 (例、低温用の軽量ミネラルウールなど)、装置の向き、厚さ、温度差が伝達係数と熱抵抗の両方に影響を与える可能性があります。このような場合、試験手順に関するセクション 3 で提供される情報にはこれらの試験条件が詳細に記載されていない場合でも、少なくとも試験する試験片の形状と境界条件を完全に指定する必要があります。さらに、測定値自体を評価するには、特に測定値を実際に適用する場合、かなりの知識が必要になります。
測定中の熱伝達に対する試料内の水分の影響も非常に複雑です。したがって、乾燥した試験片のみを標準手順に従って試験する必要があります。湿った材料の測定には、この国際規格では詳しく説明されていない追加の予防措置が必要です。
また、前述の物理原理の知識は、製造などの他の要因がこの挙動に影響を与える可能性がある場合でも、この試験方法で決定される熱伝達特性を使用して実際の用途での特定の材料の熱挙動を予測する場合にも非常に重要です。
0.3 背景が必要です
正しい結果を得るためのガード付きホットプレートの設計とその後の正しい操作、および実験結果の解釈は、多大な注意を必要とする複雑な課題です。ガード付きホットプレートの設計者、オペレータ、および測定データのユーザーは、特に電気測定および温度測定の経験と併せて、評価対象の材料、製品、およびシステムにおける熱伝達メカニズムの知識に関する十分な背景を持っていることが推奨されます。信号レベルが低い場合。一般的な試験手順に従った適切な実験室慣行も維持する必要があります。
言及された各領域の深い知識は、設計者、オペレーター、データ ユーザーによって異なる場合があります。
0.4 デザイン、サイズ、国家規格
現在の国家規格に準拠した、ガード付きホット プレート装置のさまざまな設計が世界中に数多く存在します。装置と測定技術を改善するために継続的な研究開発が進行中です。したがって、特に全体の要件が非常に大きく異なる可能性があるため、装置の特定の設計またはサイズを義務付けることは現実的ではありません。
0.5 ガイドラインを提供
さまざまな形式で同等の結果が得られることがわかっているため、新しい装置の設計者は、温度範囲と装置の形状の両方においてかなりの自由度を得ることができます。新しい装置の設計者は、付録 D に引用されている包括的な文献を注意深く読むことをお勧めします。新しい装置が完成したら、入手可能なさまざまな熱抵抗レベルのさまざまな基準材料の 1 つまたは複数でテストを実施して検証することをお勧めします。
この国際規格は、正しい結果を提供するために、ガード付きホットプレートを設計および操作するために必要な必須要件のみを概説しています。
この国際規格に記載されている装置の性能および試験条件の限界値は、付録 A に記載されています。
この国際規格には、推奨される手順と実践に加えて、一般的な測定レベルを向上させ、研究室間の比較や共同測定プログラムの改善に役立つ推奨される試料寸法も含まれています。
Introduction
0.1 Document subdivision
This International Standard is divided into three sections, representing the most comprehensive assemblage of information required to use the guarded hot plate apparatus, i.e.
Section 1: General considerations
Section 2: Apparatus and error evaluation
Section 3: Test procedures
While the user of the method specified in this International Standard for test purposes may need to concentrate only on section 3, he must also be familiar with the other two sections in order to obtain accurate results. He must be particularly knowledgeable about the general requirements. Section 2 is directed towards the designer of the apparatus, but he also, in order to provide good apparatus, must be concerned with the other sections of this method. Thus, the method will serve its purpose well.
0.2 Heat transfer and measured properties
A large proportion of thermal testing is undertaken on light density porous materials. In such cases, the actual heat transfer within them can involve a complex combination of different contributions of
- radiation;
- conduction both in the solid and gas phase; and
- convection (in some operating conditions);
plus their interactions together with mass transfer, especially in moist materials. For such materials, the heat transfer property, very often wrongly called “thermal conductivity”, calculated from a defined formula and the results of measurements of heat flow-rate, temperature difference and dimensions, for a specimen may be not an intrinsic property of the material itself. This property, in accordance with ISO 9288, should therefore be called “transfer factor” as it may depend on the test conditions (the transfer factor is often referred to elsewhere as apparent or effective thermal conductivity). Transfer factor may have a significant dependence on the thickness of the specimen and/or on the temperature difference for the same mean test temperature.
Heat transfer by radiation is the first source of dependence of transfer factor on specimen thickness. As a consequence, not only material properties influence results, but also the radiative characteristics of the surfaces adjoining those of the specimen. Heat transfer by radiation also contributes to the dependence of transfer factor on temperature differences. This dependence can be experimentally detected for each type of material and for each mean test temperature when the temperature difference exceeds defined limits. Thermal resistance is therefore the property that better describes the thermal behaviour of the specimen, provided it is accompanied by information on the radiative characteristics of the adjoining surfaces. If there is the possibility of the onset of convection within the specimen (e.g. in light mineral wool for low temperatures), the apparatus orientation, the thickness and the temperature difference can influence both the transfer factor and the thermal resistance. In such cases, as a minimum it is required to fully specify the geometry and the boundary conditions of the specimen tested, even though information supplied in section 3 on test procedures does not cover these test conditions in detail. In addition, it will take considerable knowledge to evaluate the measurement, as such, especially when applying the measured values in practice.
The influence of moisture within a specimen on the heat transfer during a measurement is also a very complex matter. Therefore, dried specimens only shall be tested according to standard procedures. Measurements on moist materials need additional precautions not covered in detail in this International Standard.
The knowledge of the physical principles mentioned is also extremely important when a heat transfer property, determined by this test method, is used to predict the thermal behaviour of a specific material in a practical application even though other factors such as workmanship can influence this behaviour.
0.3 Background required
The design and subsequent correct operation of a guarded hot plate to obtain correct results and the interpretation of experimental results is a complex subject requiring great care. It is recommended that the designer, operator and the user of measured data of the guarded hot plate should have a thorough background of knowledge of heat transfer mechanism in the materials, products and systems being evaluated, coupled with experience of electrical and temperature measurements, particularly at low signal levels. Good laboratory practice in accordance with general test procedures should also be maintained.
The in-depth knowledge in each area mentioned may be different for the designer, operator and data user.
0.4 Design, size and national standards
Many different designs of guarded hot plate apparatus exist worldwide which conform to present national standards. Continuing research and development is in progress to improve the apparatus and measurement techniques. Thus, it is not practical to mandate a specific design or size of apparatus, especially as total requirements may vary quite widely.
0.5 Guidelines supplied
Considerable latitude both in the temperature range and in the geometry of the apparatus is given to the designer of new equipment since various forms have been found to give comparable results. It is recommended that designers of new apparatus read the comprehensive literature cited in annex D carefully. After completion of new apparatus, it is recommended that it be verified by undertaking tests on one or more of the various reference materials of different thermal resistance levels available.
This International Standard outlines just the mandatory requirements necessary to design and operate a guarded hot plate in order to provide correct results.
Limit values for the apparatus performance and testing conditions stated in this International Standard are given in annex A.
This International Standard also includes recommended procedures and practices plus suggested specimen dimensions which together should enhance general measurement levels and assist in improving interlaboratory comparisons and collaborative measurement programmes.