[實(shí)用新型]一種固液相變材料體積變化率測(cè)試實(shí)驗(yàn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201820911996.5
• 申請(qǐng)日: 2018-06-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN208255104U
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉松;張龍;周樹(shù)道;王曉蕾;陳治華;劉鳳;韓月琪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍國(guó)防科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N25/02
• 分類號(hào): G01N25/02;G05D27/02
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 唐循文

一種固液相變材料體積變化率測(cè)試實(shí)驗(yàn)裝置，屬于材料科學(xué)和海洋科學(xué)的交叉研究領(lǐng)域。所述裝置包括液壓裝置、上位機(jī)、壓力控制裝置和溫度控制裝置。所述液壓裝置從下到上依次包括基座、液壓缸和密封塞，所述壓力控制裝置包括依次管道連接的油箱、雙向油泵、控制閥a和壓力傳感器，所述溫度控制裝置包括控制閥b、調(diào)控裝置、循環(huán)水泵和恒溫水箱，所述上位機(jī)分別與雙向油泵、壓力傳感器、溫度傳感器、電加熱器和制冷機(jī)組相接。本實(shí)用新型所述裝置可準(zhǔn)確模擬不同深度下海水的溫度、壓力等參數(shù)，用于研究不同相變材料、相變環(huán)境壓力、外界流體溫度和相變裝置結(jié)構(gòu)對(duì)相變材料體積變化率和相變速率的影響，揭示相變過(guò)程中兩相界面的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于材料科學(xué)和海洋科學(xué)的交叉研究領(lǐng)域，涉及一種固液相變材料體積變化率測(cè)試實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

近年來(lái)，人們對(duì)海洋資源開(kāi)發(fā)、海洋科學(xué)研究和海洋環(huán)境探測(cè)的關(guān)注度日益加劇。作為一種重要的海洋觀測(cè)手段，海洋觀測(cè)平臺(tái)憑借其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作效率高、工作區(qū)域?qū)挕㈦[蔽性能好、續(xù)航能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)成為獲取海洋環(huán)境信息的主要設(shè)備。海洋觀測(cè)平臺(tái)的續(xù)航能力對(duì)其工作效率起著至關(guān)重要的作用，研發(fā)高續(xù)航能力的觀測(cè)平臺(tái)已經(jīng)成為一種必然趨勢(shì)。然而，海洋觀測(cè)平臺(tái)的動(dòng)力供應(yīng)問(wèn)題一直是制約其遠(yuǎn)距離、長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)的技術(shù)瓶頸。在能源領(lǐng)域，海洋溫差能作為一種可再生的綠色能源，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。尤其是利用海洋溫差能進(jìn)行發(fā)電，可以保證海洋觀測(cè)平臺(tái)長(zhǎng)時(shí)間、遠(yuǎn)距離開(kāi)展工作。

獲取溫差能的相變裝置是溫差動(dòng)力系統(tǒng)中最主要的部件之一，其內(nèi)部的相變材料在發(fā)生固液(液固)相變時(shí)產(chǎn)生體積變化，這種體積變化可驅(qū)動(dòng)發(fā)電裝置運(yùn)轉(zhuǎn)，將溫差能轉(zhuǎn)化為電能。相變裝置的工作特性受多種因素的影響，包括相變材料特性、海水溫度壓力參數(shù)、相變裝置尺寸等。現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)裝置僅能夠調(diào)節(jié)溫度或壓力一項(xiàng)環(huán)境參數(shù)，無(wú)法同時(shí)研究相變材料體積變化率與溫度和壓力的關(guān)系，綜上所述，本實(shí)用新型旨在研制一種測(cè)量相變材料體積變化率和相變速率的測(cè)試實(shí)驗(yàn)裝置，以揭示相變過(guò)程中相變材料的體積變化規(guī)律以及影響體積變化的因素。

實(shí)用新型內(nèi)容

解決的技術(shù)問(wèn)題：為揭示固液相變材料在相變過(guò)程中的體積變化規(guī)律以及影響體積變化的因素，本實(shí)用新型提供一種固液相變材料體積變化率測(cè)試實(shí)驗(yàn)裝置，可用于研究不同溫度、不同壓力、不同相變裝置尺寸條件下多種相變材料的體積變化規(guī)律，為基于溫差能動(dòng)力的海洋觀測(cè)平臺(tái)的研究提供前期的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

技術(shù)方案：一種固液相變材料體積變化率測(cè)試實(shí)驗(yàn)裝置，所述裝置包括液壓裝置、上位機(jī)、壓力控制裝置和溫度控制裝置；

所述液壓裝置從下到上依次包括基座、液壓缸和密封塞，所述液壓缸包括進(jìn)油口、載油區(qū)、活塞、測(cè)試區(qū)和頂端開(kāi)口，所述進(jìn)油口設(shè)于液壓缸底部，所述載油區(qū)、活塞和測(cè)試區(qū)從下到上依次設(shè)于液壓缸腔體內(nèi)部，并且載油區(qū)和測(cè)試區(qū)互不連通，所述載油區(qū)裝載液壓油，所述測(cè)試區(qū)從下到上依次裝載水和相變材料，所述密封塞設(shè)于液壓缸頂端開(kāi)口處；

所述壓力控制裝置包括依次管道連接的油箱、雙向油泵、控制閥a和壓力傳感器，所述壓力傳感器與液壓缸底部進(jìn)油口管道連接；

所述溫度控制裝置包括調(diào)控裝置和恒溫水箱，所述液壓裝置設(shè)于恒溫水箱內(nèi)部，所述調(diào)控裝置包括溫度傳感器、電加熱器、制冷機(jī)組，所述溫度傳感器、電加熱器和制冷機(jī)組設(shè)于調(diào)控裝置內(nèi)部，所述調(diào)控裝置頂部設(shè)有出水管、底部設(shè)有進(jìn)水管，所述恒溫水箱頂部與調(diào)控裝置出水管相接，所述恒溫水箱底部與調(diào)控裝置進(jìn)水管相接；

所述上位機(jī)分別與雙向油泵、壓力傳感器、溫度傳感器、電加熱器和制冷機(jī)組相接。

作為優(yōu)選，所述調(diào)控裝置還包括攪拌器，所述攪拌器設(shè)于調(diào)控裝置內(nèi)部。

作為優(yōu)選，所述調(diào)控裝置頂部出水管上設(shè)有循環(huán)水泵，所述調(diào)控裝置底部進(jìn)水管上設(shè)有控制閥b。

作為優(yōu)選，所述液壓缸直徑為20mm、30mm、40mm或者50mm。

作為優(yōu)選，所述液壓缸的外壁設(shè)有刻度線。