無(wú)機(jī)水合鹽相變材料相分層測(cè)量裝置及其測(cè)量方法
【專(zhuān)利摘要】無(wú)機(jī)水合鹽相變材料相分層測(cè)量裝置及其測(cè)量方法，涉及一種相分層測(cè)量裝置及使用該裝置的測(cè)量方法。以解決現(xiàn)有的無(wú)機(jī)水合鹽相變材料相分層測(cè)量方法粗糙，不能準(zhǔn)確量化、精確度低的問(wèn)題。透明容器和底座由上至下依次設(shè)置在箱體內(nèi)，回字形長(zhǎng)方體套設(shè)在透明容器上，光電池和燈泡分別相對(duì)設(shè)置在回字形長(zhǎng)方體內(nèi)，兩根滑桿的一端可抽拉穿設(shè)在箱體內(nèi)，兩根滑桿的另一端與把手相連接。方法：無(wú)機(jī)水合鹽相變材料的加熱；無(wú)機(jī)水合鹽相變材料的冷熱循環(huán)；繪制光電池電流-容器內(nèi)相變材料高度曲線(xiàn)；完善光電池電流-容器內(nèi)相變材料高度曲線(xiàn)；計(jì)算無(wú)機(jī)水合鹽相變材料的相分層程度用相分層度；確定分層程度。本發(fā)明用于無(wú)機(jī)水合鹽相變材料相分層測(cè)量。
【專(zhuān)利說(shuō)明】無(wú)機(jī)水合鹽相變材料相分層測(cè)量裝置及其測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種無(wú)機(jī)水合鹽相變材料相分層測(cè)量裝置及其測(cè)量方法，屬于無(wú)機(jī)相變材料性能評(píng)價(jià)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]能夠發(fā)生固-固、固-液、液-氣、或固-氣四種相變中的任意一種相變的物質(zhì)，均可稱(chēng)為相變材料。它是一種能在相變溫度附近發(fā)生物相變化，同時(shí)吸收或釋放大量熱量的一類(lèi)特殊材料。相變材料主要有三類(lèi):無(wú)機(jī)相變材料，有機(jī)相變材料，復(fù)合相變材料。無(wú)機(jī)水合鹽相變材料因有相變溫度適中，熱導(dǎo)率大，相變潛熱大等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于太陽(yáng)能儲(chǔ)熱，建筑節(jié)能等領(lǐng)域。然而，無(wú)機(jī)水合鹽相變材料在實(shí)際應(yīng)用中也存在兩個(gè)主要問(wèn)題，即過(guò)冷和相分層，它們嚴(yán)重影響無(wú)機(jī)水合鹽相變材料的使用性能。
[0003]無(wú)機(jī)水合鹽相變材料在長(zhǎng)期的熱冷循環(huán)的過(guò)程中，易出現(xiàn)溶質(zhì)析出的現(xiàn)象，即為相分層。溶質(zhì)因密度較大，會(huì)沉積到底部，底部的無(wú)機(jī)鹽無(wú)法與水結(jié)合生成水合鹽，起不到儲(chǔ)能放熱的作用，隨著熱冷循環(huán)次數(shù)的增加，水合鹽相變材料會(huì)逐步降低其儲(chǔ)熱能力，其相變潛熱的損失增大。目前，衡量無(wú)機(jī)水合鹽相變材料相分層的方法主要是采取肉眼觀(guān)察法，或者通過(guò)相機(jī)拍照，觀(guān)察試管中無(wú)機(jī)水合鹽相變材料相分層程度，該類(lèi)方法沒(méi)有明確的相分層度的量化指標(biāo)，只是粗略的觀(guān)察和估計(jì)。因此，獲得一種衡量無(wú)機(jī)水合鹽相變材料相分層程度較為準(zhǔn)確和量化的測(cè)試方法是十分必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種無(wú)機(jī)水合鹽相變材料相分層測(cè)量裝置及其測(cè)量方法，以解決現(xiàn)有的無(wú)機(jī)水合鹽相變材料相分層測(cè)量方法粗糙，不能準(zhǔn)確量化、精確度低的問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題采取的技術(shù)方案是:
[0006]無(wú)機(jī)水合鹽相變材料相分層測(cè)量裝置，包括箱體；所述無(wú)機(jī)水合鹽相變材料相分層測(cè)量裝置還包括透明容器、底座、回字形長(zhǎng)方體、光電池、LED光源、把手和兩根滑桿，透明容器和底座由上至下依次設(shè)置在箱體內(nèi)，回字形長(zhǎng)方體套設(shè)在透明容器上，光電池和LED光源分別相對(duì)設(shè)置在回字形長(zhǎng)方體內(nèi)，兩根滑桿的一端可抽拉穿設(shè)在箱體內(nèi)，且兩根滑桿的一端設(shè)置在回字形長(zhǎng)方體上，兩根滑桿的另一端與把手相連接。
[0007]無(wú)機(jī)水合鹽相變材料相分層測(cè)量裝置的方法，它包括如下操作步驟:
[0008]步驟一:首先，在箱體的底部取出透明容器，將無(wú)機(jī)水合鹽相變材料裝滿(mǎn)透明容器的體積的五分之四，然后，將透明容器放置在烘箱中加熱，其加熱溫度保持在無(wú)機(jī)水合鹽相變材料的相變溫度點(diǎn)以上10°c -30°C，該加熱溫度定義為T(mén)，T的具體溫度會(huì)依據(jù)相變材料的不同和使用環(huán)境的不同而具體設(shè)定，直至無(wú)機(jī)水合鹽相變材料融化為液體；
[0009]步驟二:取出透明容器，在空氣中冷卻，直到無(wú)機(jī)水合鹽相變材料完全凝固結(jié)晶，然后，再次將透明容器放入烘箱中加熱，加熱溫度仍為T(mén)，加熱——冷卻——再加熱——再冷卻，直至到試驗(yàn)所設(shè)定的某一冷熱循環(huán)次數(shù)Iitl后，再次加熱無(wú)機(jī)水合鹽相變材料至溫度T，從烘箱取出并立即放回箱體I內(nèi)；
[0010]步驟三:打開(kāi)LED光源和光電池的開(kāi)關(guān)，光電池通過(guò)電流表顯示電流數(shù)值，記錄該數(shù)值，把手連接兩根滑桿上顯示的零刻度值的位置恰好為裝有相變材料容器底部的起始位置，讀取并記錄此時(shí)的電流表顯示電流數(shù)值；隨后，以每次間隔為2cm的高度向上提升把手，提升次數(shù)為5-10次，記錄所有對(duì)應(yīng)的兩根滑桿的高度刻度值和電流表顯示電流數(shù)值，并繪制光電池電流-容器內(nèi)相變材料高度曲線(xiàn)；
[0011]步驟四:重復(fù)步驟二 N次，再如步驟三的方式記錄數(shù)值，繪制N條光電池電流-容器內(nèi)相變材料高度曲線(xiàn)，直到滿(mǎn)足試驗(yàn)設(shè)計(jì)所需無(wú)機(jī)水合鹽相變材料的冷熱循環(huán)次數(shù)NXn0為止；
[0012]步驟五:計(jì)算無(wú)機(jī)水合鹽相變材料的相分層程度；
[0013]每NXntl次冷熱循環(huán)后，無(wú)機(jī)水合鹽相變材料的相分層程度用相分層度ΦΝΧη(ι來(lái)表征，具體公式為:
[0014]
【權(quán)利要求】
1.一種無(wú)機(jī)水合鹽相變材料相分層測(cè)量裝置，包括箱體(1);其特征在于:所述無(wú)機(jī)水合鹽相變材料相分層測(cè)量裝置還包括透明容器(2)、底座(3)、回字形長(zhǎng)方體(4)、光電池(5)、LED光源(6)、把手(7)和兩根滑桿(8)，透明容器(2)和底座(3)由上至下依次設(shè)置在箱體(1)內(nèi)，回字形長(zhǎng)方體(4)套設(shè)在透明容器(2)上，光電池(5)和LED光源(6)分別相對(duì)設(shè)置在回字形長(zhǎng)方體(4)內(nèi)，兩根滑桿(8)的一端可抽拉穿設(shè)在箱體(1)內(nèi)，且兩根滑桿(8)的一端設(shè)置在回字形長(zhǎng)方體(4)上，兩根滑桿(8)的另一端與把手(7)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)機(jī)水合鹽相變材料相分層測(cè)量裝置，其特征在于:所述無(wú)機(jī)水合鹽相變材料相分層測(cè)量裝置還包括兩根套管(9)，每根滑桿(8)的一端與箱體(1)的交匯處設(shè)有一根套管(9 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)機(jī)水合鹽相變材料相分層測(cè)量裝置，其特征在于:所述兩根滑桿(8)上均設(shè)有刻度值，且兩根滑桿(8)與把手(7)的交匯處為所述刻度值的零刻度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)機(jī)水合鹽相變材料相分層測(cè)量裝置，其特征在于:所述回字形長(zhǎng)方體(4)內(nèi)對(duì)稱(chēng)設(shè)有槽孔(10)。
5.根據(jù)權(quán)利要 求4所述的無(wú)機(jī)水合鹽相變材料相分層測(cè)量裝置，其特征在于:所述槽孔(10)為長(zhǎng)方形槽孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的無(wú)機(jī)水合鹽相變材料相分層測(cè)量裝置，其特征在于:所述箱體(1)為不透明塑料箱體。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無(wú)機(jī)水合鹽相變材料相分層測(cè)量裝置，其特征在于:所述透明容器(2)為長(zhǎng)方體透明容器，并且LED光源(6)的光線(xiàn)沿透明容器(2)橫截面長(zhǎng)邊穿射而過(guò)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無(wú)機(jī)水合鹽相變材料相分層測(cè)量裝置，其特征在于:所述透明容器(2)與底座(3)固定為一體。
9.一種使用權(quán)利要求1所述的無(wú)機(jī)水合鹽相變材料相分層測(cè)量裝置的方法，其特征在于:它包括如下操作步驟: 步驟一:首先，在箱體(1)的底部取出透明容器(2)，將無(wú)機(jī)水合鹽相變材料裝滿(mǎn)透明容器(2)的體積的五分之四，然后，將透明容器(2)放置在烘箱中加熱，其加熱溫度保持在無(wú)機(jī)水合鹽相變材料的相變溫度點(diǎn)以上10°C _30°C，該加熱溫度定義為T(mén)，T的具體溫度會(huì)依據(jù)相變材料的不同和使用環(huán)境的不同而具體設(shè)定，直至無(wú)機(jī)水合鹽相變材料融化為液體； 步驟二:取出透明容器(2)，在空氣中冷卻，直到無(wú)機(jī)水合鹽相變材料完全凝固結(jié)晶，然后，再次將透明容器(2)放入烘箱中加熱，加熱溫度仍為T(mén)，加熱——冷卻——再加熱——再冷卻，直至到試驗(yàn)所設(shè)定的某一冷熱循環(huán)次數(shù)Iitl后，再次加熱無(wú)機(jī)水合鹽相變材料至溫度T，從烘箱取出并立即放回箱體(1)內(nèi)； 步驟三:打開(kāi)LED光源(6)和光電池(5)的開(kāi)關(guān)，光電池(5)通過(guò)電流表顯示電流數(shù)值，記錄該數(shù)值，把手(7)連接兩根滑桿(8)上顯示的零刻度值的位置恰好為裝有相變材料容器底部的起始位置，讀取并記錄此時(shí)的電流表顯示電流數(shù)值；隨后，以每次間隔為2cm的高度向上提升把手(7)，提升次數(shù)為5-10次，記錄所有對(duì)應(yīng)的兩根滑桿(8)的高度刻度值和電流表顯示電流數(shù)值,并繪制光電池電流-容器內(nèi)相變材料高度曲線(xiàn)； 步驟四:重復(fù)步驟二 N次，再如步驟三的方式記錄數(shù)值，繪制N條光電池電流-容器內(nèi)相變材料高度曲線(xiàn)，直到滿(mǎn)足試驗(yàn)設(shè)計(jì)所需無(wú)機(jī)水合鹽相變材料的冷熱循環(huán)次數(shù)NXnci為止; 步驟五:計(jì)算無(wú)機(jī)水合鹽相變材料的相分層程度； 每NX Iitl次冷熱循環(huán)后，無(wú)機(jī)水合鹽相變材料的相分層程度用相分層度ΦΝΧη(ι來(lái)表征，具體公式為:
【文檔編號(hào)】G01N21/59GK103528999SQ201310463578
【公開(kāi)日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月8日
【發(fā)明者】楊英姿, 劉雨時(shí), 劉琪, 葉煥 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)