[發明專利]一種新型閉式導熱系數測試裝置

無效

• 申請號: 201310030581.9
• 申請日: 2013-01-25
• 公開（公告）號: CN103115941A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 江龍;王麗偉;高鵬;宋分平
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

技術領域

本發明涉及一種材料導熱系數的測試裝置，更具體的說，涉及一種基于穩態法的閉式導熱系數測試裝置。

背景技術

作為一種綠色的制冷技術，吸附式制冷吻合了當前經濟、能源以及環境協調發展的總趨勢。固體吸附式制冷可采用余熱驅動，不僅對電力的緊張供應可起到減緩作用，而且能有效利用大量的太陽能，工業余熱等低品位熱能。然而，吸附制冷系統中吸附床不良的傳熱傳質性能一直是限制吸附式制冷實現產業化研究中所面臨的主要問題。所以研究和測試吸附劑的導熱性能一直是吸附制冷的關鍵，雖然現在有一些導熱系數的測試裝置。有的導熱系數測試是通過與已知導熱系數樣品的對比，計算得到樣品導熱系數，這樣的對比本身有一定誤差，而且對于需要壓制的吸附劑并不合適。有的測試裝置雖然對于導體有較高的精度，但是對于多孔介質或者吸附劑的測量并不適用，而且現有技術中沒有出現對吸附劑吸附以后導熱系數進行有效測量的裝置。

發明內容

本發明針對上述現有技術有存在的技術問題，提供一種新型閉式導熱系數測試裝置，克服了現有導熱系數測試儀器對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，該裝置結構簡單，安全可靠。

為達到上述目的，本發明所采用的技術方案如下：

一種新型閉式導熱系數測試裝置，包括中心加熱器、測試臺、電源、壓力表和截止閥，測試材料壓制入測試臺的測試槽道內，對測試槽道抽真空后再充氣，充入的氣體被壓制的測試材料所吸附，中心加熱器通過電源加熱產生熱量，熱量通過所壓制的測試材料，傳入到測試臺冷卻圓筒的冷卻水中，通過溫度采集得到中心的加熱溫度以及冷卻水溫度，當中心加熱溫度和水溫都恒定時，然后調節電源的加熱功率，對同一測試材料在不同加熱溫度下進行測量和計算，取平均值得到吸附后的測試材料的導熱系數，截止閥用于控制吸附氣體過程中的流速，壓力表用于觀測抽真空時壓力以及吸附過程中的壓力。

所述吸附后的測試材料的導熱系數是通過下列公式進行計算，并且取平均值得到：

λ=Q2πLΔT/ln(D2/D1)]]>

式中λ為導熱系數(W·m^-1·K^-1)；Q為熱通量(W)；L為加熱壁面的軸向有效高度(m)；T為溫度(K)；D₁,D₂分別為吸附劑兩側圓筒壁外壁和內壁直徑(m)。因此在測試臺單元幾何尺寸已知的情況下，只要在實驗過程測定出加熱量Q和吸附劑兩側溫差△T，即可求得導熱系數。

本發明可以在環境溫度下對吸附后的材料的導熱系數進行測試。并且可以控制吸附壓力，該裝置結構簡單，安全可靠。

附圖說明

圖1是本發明結構示意圖；

圖2是本發明測試臺內部結構圖。

具體實施方式

下面對本發明的實例做詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下屬的實施例。

如圖1所示，本發明所提供的新型閉式導熱系數測試裝置，包括：測試臺1、冷卻水進口接頭2、穩壓電源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的動力，確保冷卻水能夠流入測試臺進行冷卻；中心加熱器12提供中心加熱熱源。截止閥8控制吸附氣體過程中的流速，壓力表7是觀測抽真空時壓力以及吸附過程中的壓力,熱電偶9-11用于溫度的測量，以維持測試的正常。

如圖2所示的測試臺內部結構圖，測試臺主體為圓柱形，包括：下底板24、冷卻水出口連接管23、下隔熱板25、內側加熱圓筒26、中間冷卻圓筒27、外側冷卻圓筒28、冷卻水進口連接管13、法蘭14、上隔熱板15、內側加熱圓筒蓋板16、制冷劑進出口管17、連接螺母18、壓力測試管19、內熱圓筒隔熱板20、法蘭蓋21，螺栓螺母組件22。