[發(fā)明專利]一種測定相變材料熱物性系統(tǒng)及方法

有效

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• 申請日: 2020-03-09
• 公開（公告）號: CN111289560B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發(fā)明（設計）人: 劉彪;章學來;喻彩梅;紀珺;華維三;甘偉;毛發(fā)
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 上海元好知識產權代理有限公司 31323
• 代理人: 徐雯瓊;張妍

本發(fā)明公開了一種測定相變材料熱物性系統(tǒng)及方法，包括：裝有待測相變材料的相變材料容器、水循環(huán)系統(tǒng)、加熱控制系統(tǒng)和數據采集控制裝置；所述加熱控制系統(tǒng)用于通過水循環(huán)系統(tǒng)對相變材料容器進行加熱或冷卻，從而改變所述相變材料的狀態(tài)，所述數據采集控制裝置用于計算相變材料的熱物性。本發(fā)明解決了現有技術中缺少可以將這些熱物性全部測量的系統(tǒng)或者方法，以及由于相變材料混合不均，造成測量結果誤差較大不能為工程應用提供準確的數據，以及測量成本高的問題。

技術領域

本發(fā)明涉及相變材料技術領域，特別涉及一種測定相變材料熱物性系統(tǒng)及方法。

背景技術

市場上測定相變材料的熔化熱和凝固熱一般取少量樣品測量，少量樣品并不能完全代表制備的相變材料的熱物性。在樣品制備過程中，少量樣品的配制容易產生混合不均、測量誤差大等問題，所以對測量精度提出了更高的要求。有些儀器可以專門用來測量相變材料的熔化熱，但是對于結晶水合鹽，不能測出相變材料的凝固熱，例如用差示掃描量熱法測相變材料的熔化熱和凝固熱，如果待測相變材料為結晶水合鹽，儀器從低溫加熱相變材料，加熱溫度超過相變材料的熔點，繼續(xù)加熱結晶水流失，降溫過程中不能測出相變材料的凝固熱。另外，相變材料在使用過程中，不僅需要知道相變材料的相變潛熱，顯熱儲存的部分能量也需要計算在內。通過儀器測出的相變材料熔化熱作為相變材料的熔化焓，但是在工程應用中相變材料的相變是一個復雜的過程，相變材料熔化溫度需要高于相變材料熔點10～20℃或者更高才能滿足加熱要求，相變材料放熱過程也需要將溫度降低到相變材料凝固點以下10～20℃才能滿足要求。相變儲能材料在實際應用中一般先通過實驗測定相變材料的熱物性，包括：固態(tài)比熱容、液態(tài)比熱容、熔化熱、凝固熱以及儲熱量。如果需要測定相變材料的比熱容，需要專門的儀器來測量。目前缺少可以將這些熱物性全部測量的系統(tǒng)或者方法。復合材料的制備一般采用共混法或者真空吸附的方法，很容易造成相變材料混合不均，復合效果差等問題，取樣會造成更大的誤差，不能為工程應用提供準確的數據。市場上測量相變材料凝固熱一般采用液氮冷卻，測量成本較高。空冷方式雖然測量成本低，但是空冷的冷卻速度較慢，不便于快速測出結果。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種測定相變材料熱物性系統(tǒng)及方法，以解決現有技術中缺少可以將這些熱物性全部測量的系統(tǒng)或者方法，以及由于相變材料混合不均，造成測量結果誤差較大不能為工程應用提供準確的數據，以及測量成本高的問題。

為了解決以上問題，本發(fā)明通過以下技術方案實現。

一種測定相變材料熱物性系統(tǒng)，包括：

裝有待測相變材料的相變材料容器、水循環(huán)系統(tǒng)、加熱控制系統(tǒng)和數據采集控制裝置；

所述加熱控制系統(tǒng)用于通過水循環(huán)系統(tǒng)對相變材料容器進行加熱或冷卻，從而改變所述相變材料的狀態(tài)，所述數據采集控制裝置用于計算相變材料的熱物性。

優(yōu)選地，所述水循環(huán)系統(tǒng)包括水槽，循環(huán)泵、帶有散熱扇的散熱器、出水管路、入水管路、第一流體流量測量裝置和第二流體流量測量裝置；

所述相變材料容器置于所述水槽內部，浸沒在所述水槽內部中水中；

所述加熱控制系統(tǒng)包括：傳熱部件、加熱器、攪拌器、第一溫度傳感器和第二溫度傳感器；

所述攪拌器置于所述水槽的內部底部；所述加熱器置于所述水槽內部；

所述傳熱部件環(huán)繞所述相變材料容器外側壁設置；

所述水槽的一側底部設有第一出水口，所述水槽的一側頂部設有第一進水口；

所述出水管路的一端與所述第一出水口連通，其另一端與所述散熱器的第二進水口連通；

所述入水管路的一端與所述第一進水口連通，其另一端與所述散熱器的第二出水口連通；

所述循環(huán)泵設置在所述出水管路上；