DB61-T 1609-2022潤(rùn)滑油導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定法

ICS75.100CCSE30

DB61陜 西 省 地 方 標(biāo) 準(zhǔn)DB61/T1609—2022潤(rùn)滑油導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定法Standardtestmethodforthermalconductivityoflubricatingoil20222022101220221112陜西省市場(chǎng)監(jiān)督管理局發(fā)布DB61/T1609DB61/T1609—2022DB61/T1609DB61/T1609—2022目 次前言 II范圍 1規(guī)范性引用文件 1術(shù)語(yǔ)和定義 1原理 1儀器設(shè)備 2試劑與材料 4試樣 4測(cè)試準(zhǔn)備 4試驗(yàn)步驟 4數(shù)據(jù)處理 5重復(fù)性 612 12 試驗(yàn)報(bào)告 6附錄A（規(guī)范性）熱線幾何尺寸測(cè)量、標(biāo)定 7附錄B（資料性）理想導(dǎo)熱段的選取 9附錄C（資料性）甲苯、無(wú)水乙醇、純水導(dǎo)熱系數(shù) 10I前 言本文件按照GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則 第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)起草。本文件由西安交通大學(xué)中國(guó)西部質(zhì)量科學(xué)與技術(shù)研究院提出。本文件由陜西省工業(yè)和信息化廳歸口。心、陜西省計(jì)量科學(xué)研究院、華北電力大學(xué)（保定）、西安夏溪電子科技有限公司。本文件主要起草人：吳江濤、高建民、孟現(xiàn)陽(yáng)、張曉露、王會(huì)娟、李曉靜、付文強(qiáng)、王鵬、高輝。本文件由西安交通大學(xué)中國(guó)西部質(zhì)量科學(xué)與技術(shù)研究院負(fù)責(zé)解釋。本文件首次發(fā)布。聯(lián)系信息如下：?jiǎn)挝唬褐袊?guó)西部質(zhì)量科學(xué)與技術(shù)研究院電話址：西安市咸寧西路28號(hào)郵編：710049IIII潤(rùn)滑油導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定法證符合國(guó)家有關(guān)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(cè)定潤(rùn)滑油產(chǎn)品導(dǎo)熱系數(shù)的方法。本文件適用于導(dǎo)熱系數(shù)在0.05W·m-1·K-1～1.0W·m-1·K-1之間且在測(cè)定條件下為均相的潤(rùn)滑油產(chǎn)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(shí)驗(yàn)室用水規(guī)格和試驗(yàn)方法3術(shù)語(yǔ)和定義3術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。3.1導(dǎo)熱系數(shù)thermalconductivity單位時(shí)間內(nèi)在單位溫度梯度下沿?zé)崃鞣较蛲ㄟ^(guò)材料單位面積傳遞的熱量，單位為W/(m·K)或W·m-1·K-1。4原理絲電阻隨時(shí)間的變化，可知金屬絲溫度隨時(shí)間的變化關(guān)系，通過(guò)計(jì)算得到待測(cè)液體的導(dǎo)熱系數(shù)。1儀器設(shè)備測(cè)定系統(tǒng)測(cè)定系統(tǒng)組成如圖1所示，主要包括測(cè)定裝置、電源、電阻、采集模塊、恒溫系統(tǒng)、電腦等。標(biāo)引序號(hào)說(shuō)明：1——標(biāo)引序號(hào)說(shuō)明：1——熱線；2——樣品容器；3——恒溫系統(tǒng)；4——標(biāo)準(zhǔn)電阻；5——電源；6——1；7——2；8——開(kāi)關(guān)系統(tǒng)；9——數(shù)據(jù)采集線；10——數(shù)據(jù)采集電腦。注：壓力控制系統(tǒng)和采集系統(tǒng)可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行配套。圖1測(cè)定系統(tǒng)示意圖2測(cè)定裝置測(cè)定裝置主要包括熱線、支撐桿、容器腔等，如圖2所示。標(biāo)引序號(hào)說(shuō)明：1——支撐桿；2——熱線；3——容器腔；4——外部引線。圖2測(cè)定裝置示意圖圖2測(cè)定裝置示意圖熱線5μm～50μm，長(zhǎng)度在30mm～100mm，長(zhǎng)徑比≥200。熱線幾何尺寸的測(cè)量、電阻-A。支撐桿支撐桿宜選用和熱線具有相近膨脹系數(shù)的材料。標(biāo)準(zhǔn)電阻標(biāo)準(zhǔn)阻值為5?～10?，等級(jí)為0.02級(jí)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)1測(cè)量熱線兩端的電壓。2測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)電阻兩端的電壓。30次/秒。5.5電源采用可調(diào)式穩(wěn)定電源，在測(cè)量過(guò)程中輸出值的變化應(yīng)小于0.1%。3恒溫系統(tǒng)溫度波動(dòng)度需滿足不確定度0.02℃/15min。注：壓力控制和測(cè)量系統(tǒng)需根據(jù)實(shí)際需要自行配置。測(cè)試儀表方法。測(cè)試儀表應(yīng)在檢定周期內(nèi)使用。試劑與材料清洗試劑石油醚、無(wú)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(biāo)準(zhǔn)試劑甲苯（分析純），無(wú)水乙醇（分析純）、純水（符合GB/T6682—2008中二級(jí)水的要求）。保護(hù)眼睛。盛放甲苯的容器應(yīng)當(dāng)保持密閉。使用時(shí)保證通風(fēng)。應(yīng)避免皮膚與其長(zhǎng)期和反復(fù)接觸。7試樣取有代表性樣品測(cè)試。樣品應(yīng)干凈純凈、不能含有顆粒等雜質(zhì)。保護(hù)眼睛。盛放甲苯的容器應(yīng)當(dāng)保持密閉。使用時(shí)保證通風(fēng)。應(yīng)避免皮膚與其長(zhǎng)期和反復(fù)接觸。7試樣取有代表性樣品測(cè)試。樣品應(yīng)干凈純凈、不能含有顆粒等雜質(zhì)。防止樣品中任何揮發(fā)組分的損失，應(yīng)盡可能在同一容器中進(jìn)行樣品的吸取、轉(zhuǎn)移和存放。注入測(cè)定裝置前，通過(guò)震動(dòng)、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(shí)間應(yīng)盡可能短，使用完畢后，對(duì)樣品進(jìn)行密封保存。8測(cè)試準(zhǔn)備儀器清洗2～3次。3次。8.2儀器檢查采用標(biāo)準(zhǔn)試劑對(duì)測(cè)定裝置進(jìn)行檢查，參考附錄C進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比，偏差不超過(guò)±3%。9試驗(yàn)步驟2cm以上。15min以上。4注：如需加壓測(cè)試，等溫度達(dá)到后，即可調(diào)節(jié)加壓系統(tǒng)到實(shí)驗(yàn)所需壓力值，等待溫度和壓力值達(dá)到平衡。不同壓力導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)量時(shí)，壓力控制精度不低于±0.25FS。利用采集系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。3min以上，測(cè)量結(jié)果取其平均值。數(shù)據(jù)處理熱線電阻的計(jì)算按公式（1）R

.......................................(1)UlUst式中：Rl——熱線電阻阻值，單位為歐姆（?）；Rst——標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)電阻兩端的電壓，單位為伏特(V)。ΔTexp變化（100個(gè)以上）。ΔTexplnt為橫坐標(biāo)，繪制實(shí)驗(yàn)曲線，熱線的加熱過(guò)程分為：熱線自身ΔTexp-lnt基本呈直線關(guān)系。圖3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)曲線圖diddtΔTexp-lntdiddtq4

....................................(2)5式中：λ——試樣導(dǎo)熱系數(shù)，單位為瓦每米每開(kāi)爾文（W·m-1·K-1）；ΔTid——導(dǎo)熱過(guò)程階段的熱線溫升，單位為攝氏度（℃）；q——單位長(zhǎng)度熱線加熱功率，單位為瓦特每米(W·m-1)；t——加熱時(shí)間，單位為秒(s)；其中q的計(jì)算見(jiàn)公式（3）。式中：

qL

....................................(3)q——單位長(zhǎng)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(diǎn)間熱線的長(zhǎng)度，單位為米（m）；Ust——標(biāo)準(zhǔn)電阻兩端的電壓，單位為伏（V）；Rst——標(biāo)準(zhǔn)電阻阻值，單位為歐姆（?）。測(cè)定結(jié)果對(duì)應(yīng)的溫度按照公式（4）確定。TT1T

.....................................(4)式中：T實(shí)——實(shí)驗(yàn)溫度，單位為攝氏度（℃）；T式中：T實(shí)——實(shí)驗(yàn)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(dǎo)熱過(guò)程階段的熱線溫升，單位為攝氏度（℃）。11 重復(fù)性最大的差值不超過(guò)0.0029W·m-1·K-1。12 試驗(yàn)報(bào)告試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)該包括以下內(nèi)容：報(bào)告編號(hào)；檢測(cè)依據(jù)；樣品信息（包括產(chǎn)品名稱(chēng)、規(guī)格型號(hào)、生產(chǎn)廠家等）；測(cè)定儀器信息；試驗(yàn)條件；試驗(yàn)結(jié)果；測(cè)定單位的相關(guān)信息，包括人員、時(shí)間和地點(diǎn)。6附錄A（規(guī)范性）熱線幾何尺寸測(cè)量、標(biāo)定熱線熱線的幾何尺寸測(cè)量熱線的幾何尺寸包括長(zhǎng)度和直徑兩個(gè)參數(shù)，長(zhǎng)度測(cè)量誤差優(yōu)于±0.05mm，直徑測(cè)量準(zhǔn)確誤差優(yōu)于±1μm。熱線電阻-溫度關(guān)系式標(biāo)定實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前應(yīng)標(biāo)定熱線的電阻-溫度關(guān)系式。在實(shí)驗(yàn)所需的溫度范圍內(nèi)選取5個(gè)～10h斷的標(biāo)準(zhǔn)是數(shù)字多用表測(cè)量的電阻值是否穩(wěn)定在某個(gè)值附近波動(dòng)，一般熱線電阻值在20min內(nèi)的變化量不超過(guò)±0.001?。將記錄的溫度及其對(duì)應(yīng)的熱線電阻值擬合為如下的二次多項(xiàng)式：RRABTCT2 (A.1)1式中：Rl——熱線電阻，單位為歐姆（?）；T——溫度，單位為攝氏度（℃）；A——二次多項(xiàng)式的常數(shù)項(xiàng)；B——二次多項(xiàng)式的一次項(xiàng)系數(shù)；C——二次多項(xiàng)式的二次項(xiàng)系數(shù)。788附錄B（資料性）理想導(dǎo)熱段的選取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵是如何選取ΔTexp-lnt曲線圖上的直線段，該段數(shù)據(jù)不僅是可得到斜率值的數(shù)據(jù)，也可得到導(dǎo)熱系數(shù)的參考溫度。如何判斷理想導(dǎo)熱段的起始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)，可參考以下方法：擬合斜率系列曲線圖結(jié)合ΔTexp-lnt首先繪制ΔTexp-lntNα2α3……α值與點(diǎn)數(shù)nα-n曲線是一條接近水平線的曲線。圖B.1 圖B.1 一次系列斜率曲線圖ab經(jīng)結(jié)束，因此由該圖可以很直觀的看出開(kāi)始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)。在取得合適的直線段后，對(duì)所選的整個(gè)直線段擬合，根據(jù)最小二乘法進(jìn)行線性擬合可得到理想導(dǎo)熱段直線的斜率，代入公式（2）即可求得導(dǎo)熱系數(shù)結(jié)果。9附錄C（資料性）甲苯、無(wú)水乙醇、純水導(dǎo)熱系數(shù)甲苯導(dǎo)熱系數(shù)甲苯導(dǎo)熱系數(shù)見(jiàn)表C.1。表C.1甲苯導(dǎo)熱系數(shù)

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(shù)據(jù)來(lái)源于REFPROP10.01010無(wú)水乙醇導(dǎo)熱系數(shù)無(wú)水乙醇導(dǎo)熱系數(shù)見(jiàn)表C.2。表C.2無(wú)水乙醇導(dǎo)熱系數(shù)

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(shù)據(jù)來(lái)源于REFPROP10.01111純水導(dǎo)熱系數(shù)純水導(dǎo)熱系數(shù)見(jiàn)表C.3。表C.3純水導(dǎo)熱系數(shù)

λ單位W·m-1·K-1P/MPaT/℃0.1135101520100.57880.57940.58070.58200.58510.58820.5913200.59800.59850.59970.60090.60370.60660.6093300.61440.61490.61600.61710.61980.62240.6250400.62850.62900.63000.63110.63370.63630.6388500.64060.64110.64210.64320.64570.64830.6508600.65100.65150.65250.65360.656