專(zhuān)利名稱(chēng)：一種新型閉式導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種材料導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)試裝置，更具體的說(shuō)，涉及一種基于穩(wěn)態(tài)法的閉式導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試裝置。
背景技術(shù)：
作為一種綠色的制冷技術(shù)，吸附式制冷吻合了當(dāng)前經(jīng)濟(jì)、能源以及環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的總趨勢(shì)。固體吸附式制冷可采用余熱驅(qū)動(dòng)，不僅對(duì)電力的緊張供應(yīng)可起到減緩作用，而且能有效利用大量的太陽(yáng)能，工業(yè)余熱等低品位熱能。然而，吸附制冷系統(tǒng)中吸附床不良的傳熱傳質(zhì)性能一直是限制吸附式制冷實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化研究中所面臨的主要問(wèn)題。所以研究和測(cè)試吸附劑的導(dǎo)熱性能一直是吸附制冷的關(guān)鍵，雖然現(xiàn)在有一些導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)試裝置。有的導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試是通過(guò)與已知導(dǎo)熱系數(shù)樣品的對(duì)比，計(jì)算得到樣品導(dǎo)熱系數(shù)，這樣的對(duì)比本身有一定誤差，而且對(duì)于需要壓制的吸附劑并不合適。有的測(cè)試裝置雖然對(duì)于導(dǎo)體有較高的精度，但是對(duì)于多孔介質(zhì)或者吸附劑的測(cè)量并不適用，而且現(xiàn)有技術(shù)中沒(méi)有出現(xiàn)對(duì)吸附劑吸附以后導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行有效測(cè)量的裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)有存在的技術(shù)問(wèn)題，提供一種新型閉式導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試裝置，克服了現(xiàn)有導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試儀器對(duì)于多孔材料或者固化材料存在的不足，并且可以控制吸附壓力，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全可靠。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:一種新型閉式導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試裝置，包括中心加熱器、測(cè)試臺(tái)、電源、壓力表和截止閥，測(cè)試材料壓制入測(cè)試臺(tái) 的測(cè)試槽道內(nèi)，對(duì)測(cè)試槽道抽真空后再充氣，充入的氣體被壓制的測(cè)試材料所吸附，中心加熱器通過(guò)電源加熱產(chǎn)生熱量，熱量通過(guò)所壓制的測(cè)試材料，傳入至帽試臺(tái)冷卻圓筒的冷卻水中，通過(guò)溫度采集得到中心的加熱溫度以及冷卻水溫度，當(dāng)中心加熱溫度和水溫都恒定時(shí)，然后調(diào)節(jié)電源的加熱功率，對(duì)同一測(cè)試材料在不同加熱溫度下進(jìn)行測(cè)量和計(jì)算，取平均值得到吸附后的測(cè)試材料的導(dǎo)熱系數(shù)，截止閥用于控制吸附氣體過(guò)程中的流速，壓力表用于觀(guān)測(cè)抽真空時(shí)壓力以及吸附過(guò)程中的壓力。所述吸附后的測(cè)試材料的導(dǎo)熱系數(shù)是通過(guò)下列公式進(jìn)行計(jì)算，并且取平均值得到: 1 = InIAirLnjDi)式中λ為導(dǎo)熱系數(shù)(W.πΓ1.Γ1) ；Q為熱通量(W) ；L為加熱壁面的軸向有效高度(m) ;T為溫度⑷；Di，D2分別為吸附劑兩側(cè)圓筒壁外壁和內(nèi)壁直徑(m)。因此在測(cè)試臺(tái)單元幾何尺寸已知的情況下，只要在實(shí)驗(yàn)過(guò)程測(cè)定出加熱量Q和吸附劑兩側(cè)溫差Λ Τ，即可求得導(dǎo)熱系數(shù)。本發(fā)明可以在環(huán)境溫度下對(duì)吸附后的材料的導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行測(cè)試。并且可以控制吸附壓力，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全可靠。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明測(cè)試臺(tái)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)例做詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下屬的實(shí)施例。如圖1所示，本發(fā)明所提供的新型閉式導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試裝置，包括:測(cè)試臺(tái)1、冷卻水進(jìn)口接頭2、穩(wěn)壓電源3、水管管路4、水箱5、磁力泵6、壓力表7、截止閥8、熱電偶9_11、中心加熱器12，其中，磁力泵6用于提供冷卻水循環(huán)的動(dòng)力，確保冷卻水能夠流入測(cè)試臺(tái)進(jìn)行冷卻；中心加熱器12提供中心加熱熱源。截止閥8控制吸附氣體過(guò)程中的流速，壓力表7是觀(guān)測(cè)抽真空時(shí)壓力以及吸附過(guò)程中的壓力，熱電偶9-11用于溫度的測(cè)量，以維持測(cè)試的正常。如圖2所示的測(cè)試臺(tái)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，測(cè)試臺(tái)主體為圓柱形，包括:下底板24、冷卻水出口連接管23、下隔熱板25、內(nèi)側(cè)加熱圓筒26、中間冷卻圓筒27、外側(cè)冷卻圓筒28、冷卻水進(jìn)口連接管13、法蘭14、上隔熱板15、內(nèi)側(cè)加熱圓筒蓋板16、制冷劑進(jìn)出口管17、連接螺母18、壓力測(cè)試管19、內(nèi)熱圓筒隔熱板20、法蘭蓋21，螺栓螺母組件22。

中心加熱器12用一定電阻值的電加熱絲，置于圓柱形的測(cè)試臺(tái)主體內(nèi)，并浸沒(méi)于水中，形成固定的中心加熱 器。測(cè)試槽道29是在圓柱形的測(cè)試臺(tái)主體中心的圓環(huán)形凹槽，測(cè)試材料壓入該凹槽中，壓制測(cè)試材料的凹槽和環(huán)境之間有著水路冷卻。測(cè)試材料壓制入測(cè)試臺(tái)的測(cè)試槽道29內(nèi)，對(duì)測(cè)試槽道抽真空后再充氣，充入的氣體被壓制的測(cè)試材料所吸附，中心加熱器12通過(guò)電源3加熱產(chǎn)生熱量，熱量通過(guò)所壓制的測(cè)試材料，傳入到測(cè)試臺(tái)冷卻圓筒的冷卻水中，通過(guò)溫度采集得到中心的加熱溫度以及冷卻水溫度，當(dāng)中心加熱溫度和水溫都恒定時(shí)，然后調(diào)節(jié)電源的加熱功率，對(duì)同一測(cè)試材料在不同加熱溫度下進(jìn)行測(cè)量和計(jì)算，取平均值得到吸附后的測(cè)試材料的導(dǎo)熱系數(shù)。吸附后的測(cè)試材料的導(dǎo)熱系數(shù)是通過(guò)下列公式進(jìn)行計(jì)算得到:
權(quán)利要求
1.一種新型閉式導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試裝置，其特征在于，包括中心加熱器、測(cè)試臺(tái)、電源、壓力表和截止閥，測(cè)試材料壓制入測(cè)試臺(tái)的測(cè)試槽道內(nèi)，對(duì)測(cè)試槽道抽真空后再充氣，充入的氣體被壓制的測(cè)試材料所吸附，中心加熱器通過(guò)電源加熱產(chǎn)生熱量，熱量通過(guò)所壓制的測(cè)試材料，傳入到測(cè)試臺(tái)冷卻圓筒的冷卻水中，通過(guò)溫度采集得到中心加熱器溫度以及冷卻水溫度，當(dāng)中心加熱器溫度和水溫都恒定時(shí)，調(diào)節(jié)電源的加熱功率，對(duì)同一測(cè)試材料的導(dǎo)熱系數(shù)在不同加熱溫度下進(jìn)行測(cè)量和計(jì)算，取平均值即可得到吸附后的測(cè)試材料的導(dǎo)熱系數(shù)，截止閥用于控制吸附氣體過(guò)程中的流速，壓力表用于觀(guān)測(cè)抽真空時(shí)的壓力以及吸附過(guò)程中的壓力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型閉式導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試裝置，其特征在于，所述測(cè)試材料導(dǎo)熱系數(shù)的計(jì)算方法是通過(guò)公式1 = 2tiLΑΠIn(J)JB.)式中λ為導(dǎo)熱系數(shù)，Q為熱通量，L/ 、 2/為加熱壁面的軸向有效高度，T為溫度，D1, D2分別為測(cè)試材料兩側(cè)冷卻圓筒外壁和內(nèi)壁直徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型閉式導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試裝置，其特征在于，所述測(cè)試臺(tái)主體為圓柱形。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型閉式導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試裝置，其特征在于，所述中心加熱器采用一定電阻值的電加熱絲，置于圓柱形的測(cè)試臺(tái)主體內(nèi)，并浸沒(méi)于水中，形成固定的中心加熱器。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型閉式導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試裝置，其特征在于，所述測(cè)試槽道是在圓柱形的測(cè)試臺(tái)主體中心的圓環(huán)形凹槽，所述測(cè)試材料壓入所述凹槽中。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的新型閉式導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試裝置，其特征在于，所述壓制測(cè)試材料的凹槽和環(huán)境之間有著水路冷卻。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型閉式導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試裝置，其特征在于，所述溫度是通過(guò)熱電偶進(jìn)行測(cè)量的。
全文摘要
一種新型閉式導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試裝置，包括中心加熱器、測(cè)試臺(tái)、電源、壓力表和截止閥，測(cè)試材料壓制入測(cè)試臺(tái)的測(cè)試槽道內(nèi)，抽真空再充氣，充入的氣體被測(cè)試材料所吸附，中心加熱器通過(guò)電源加熱產(chǎn)生熱量，熱量通過(guò)所壓制的測(cè)試材料，傳入到測(cè)試臺(tái)冷卻圓筒的冷卻水中，通過(guò)溫度采集得到中心的加熱溫度以及冷卻水溫度，當(dāng)中心加熱溫度和水溫都恒定時(shí)，然后調(diào)節(jié)電源的加熱功率，對(duì)同一測(cè)試材料在不同加熱溫度下進(jìn)行測(cè)量和計(jì)算，取平均值得到吸附后的測(cè)試材料的導(dǎo)熱系數(shù)，截止閥用于控制吸附氣體過(guò)程中的流速，壓力表用于觀(guān)測(cè)抽真空時(shí)壓力以及吸附過(guò)程中的壓力。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理，能夠準(zhǔn)確的測(cè)試出固化材料吸附以后的有效導(dǎo)熱系數(shù)。
文檔編號(hào)G01N25/20GK103115941SQ20131003058
公開(kāi)日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月25日
發(fā)明者江龍, 王麗偉, 高鵬, 宋分平 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)