[發(fā)明專利]模擬混凝土超低溫-大溫差凍融過程的凍融試驗(yàn)設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110731701.2
• 申請日: 2021-06-30
• 公開（公告）號: CN113466286B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 裴萬勝;張明義;賴遠(yuǎn)明;王林;王沖
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 呂露

本申請?zhí)峁┝艘环N模擬混凝土超低溫?大溫差凍融過程的凍融試驗(yàn)設(shè)備，涉及凍融試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域。模擬混凝土超低溫?大溫差凍融過程的凍融試驗(yàn)設(shè)備，包括試驗(yàn)艙、制冷壓縮機(jī)和供氮裝置。試驗(yàn)艙用于放置進(jìn)行凍融試驗(yàn)的目標(biāo)件，制冷壓縮機(jī)被配置為降低試驗(yàn)艙內(nèi)溫度。供氮裝置被配置為向試驗(yàn)艙內(nèi)提供液氮，以降低試驗(yàn)艙內(nèi)的溫度。模擬混凝土超低溫?大溫差凍融過程的凍融試驗(yàn)設(shè)備設(shè)置有制冷壓縮機(jī)和供氮裝置兩種降溫裝置，制冷壓縮機(jī)和供氮裝置降溫能力不同，能夠模擬不同的環(huán)境溫度，以使模擬的環(huán)境更加接近目標(biāo)件的實(shí)際工程環(huán)境，從而提高目標(biāo)件熱力性能測試的準(zhǔn)確性。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及凍融試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種模擬混凝土超低溫-大溫差凍融過程的凍融試驗(yàn)設(shè)備。

背景技術(shù)

目前，混凝土是目前用量極大的人造建筑材料，已廣泛用于各種環(huán)境下的工程結(jié)構(gòu)中，并逐步向超低溫等極端環(huán)境下應(yīng)用，比如作為液化天然氣的混凝土存儲罐，液化天然氣的溫度一般為-165℃，當(dāng)混凝土儲存罐內(nèi)儲存有液化天然氣時，混凝土存儲罐承受的溫度為-165℃左右，當(dāng)液化天然氣在混凝土儲存罐內(nèi)純化、在混凝土儲存罐內(nèi)充注液化天然氣和液化天然氣泄漏時，混凝土存儲外罐將經(jīng)歷超低溫-大溫差凍融和強(qiáng)壓力變化。這種特殊環(huán)境對混凝土熱力性能的影響直接關(guān)系到液化天然氣的安全存儲。

然而，現(xiàn)有對混凝土儲存罐的熱力性能的測試設(shè)備難以模擬極端環(huán)境，這導(dǎo)致目前僅有的關(guān)于混凝土在超低溫環(huán)境下熱力性能的演化特征的少量研究結(jié)論還存在較大差異。為此，設(shè)計一種能夠模擬極端環(huán)境的試驗(yàn)設(shè)備成為混凝土熱力性能研究領(lǐng)域亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本申請實(shí)施例提供一種模擬混凝土超低溫-大溫差凍融過程的凍融試驗(yàn)設(shè)備，以提高混凝土熱力性能測試的準(zhǔn)確性。

本申請實(shí)施例提供一種模擬混凝土超低溫-大溫差凍融過程的凍融試驗(yàn)設(shè)備，包括試驗(yàn)艙、制冷壓縮機(jī)和供氮裝置。試驗(yàn)艙用于放置進(jìn)行凍融試驗(yàn)的目標(biāo)件，制冷壓縮機(jī)被配置為降低試驗(yàn)艙內(nèi)溫度。供氮裝置被配置為向試驗(yàn)艙內(nèi)提供液氮，以降低試驗(yàn)艙內(nèi)的溫度。

上述技術(shù)方案中，模擬混凝土超低溫-大溫差凍融過程的凍融試驗(yàn)設(shè)備設(shè)置有制冷壓縮機(jī)和供氮裝置兩種降溫裝置，制冷壓縮機(jī)和供氮裝置降溫能力不同，能夠模擬不同的環(huán)境溫度，以使模擬的環(huán)境更加接近目標(biāo)件的實(shí)際工程環(huán)境，從而提高目標(biāo)件熱力性能測試的準(zhǔn)確性。當(dāng)需要模擬的環(huán)境溫度較高可以通制冷壓縮機(jī)對試驗(yàn)艙內(nèi)進(jìn)行降溫，當(dāng)需要模擬的環(huán)境溫度較低可以通過供氮裝置向試驗(yàn)艙內(nèi)提供液氮以降低試驗(yàn)艙內(nèi)的溫度。當(dāng)然也可以是制冷壓縮機(jī)和供氮裝置配合對試驗(yàn)艙內(nèi)進(jìn)行降溫，先通過制冷壓縮機(jī)將試驗(yàn)艙內(nèi)的溫度降至第一閾值，再通過供氮裝置向試驗(yàn)艙內(nèi)提供液氮以將試驗(yàn)艙內(nèi)的溫度降至需要的溫度，這樣能夠節(jié)約液氮。

在本申請的一些實(shí)施例中，模擬混凝土超低溫-大溫差凍融過程的凍融試驗(yàn)設(shè)備還包括加熱裝置，加熱裝置被配置為提升試驗(yàn)艙內(nèi)的溫度。

上述技術(shù)方案中，由于制冷壓縮機(jī)和供氮裝置均是用于對試驗(yàn)艙內(nèi)進(jìn)行降溫，加熱裝置能夠在制冷壓縮機(jī)和/或供氮裝置對試驗(yàn)艙過度降溫后對試驗(yàn)艙內(nèi)的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。

在本申請的一些實(shí)施例中，加熱裝置包括與試驗(yàn)艙內(nèi)部連通的導(dǎo)熱管和用于提供熱量的供熱組件，供熱組件設(shè)于試驗(yàn)艙外并與導(dǎo)熱管連通。

上述技術(shù)方案中，將加熱組件設(shè)置于試驗(yàn)艙外，能夠避免試驗(yàn)艙內(nèi)部環(huán)境條件變化影響加熱組件的加熱性能和縮短加熱組件的使用壽命。

在本申請的一些實(shí)施例中，模擬混凝土超低溫-大溫差凍融過程的凍融試驗(yàn)設(shè)備還包括旋轉(zhuǎn)裝置，旋轉(zhuǎn)裝置設(shè)于試驗(yàn)艙的底部，旋轉(zhuǎn)裝置被配置為驅(qū)動試驗(yàn)艙轉(zhuǎn)動。

上述技術(shù)方案中，模擬混凝土超低溫-大溫差凍融過程的凍融試驗(yàn)設(shè)備還包括旋轉(zhuǎn)裝置，旋轉(zhuǎn)裝置用于驅(qū)動試驗(yàn)艙轉(zhuǎn)動，能夠使得液氮等在試驗(yàn)艙內(nèi)分布更加均勻，提高試驗(yàn)艙內(nèi)的溫度分布均勻性。

在本申請的一些實(shí)施例中，模擬混凝土超低溫-大溫差凍融過程的凍融試驗(yàn)設(shè)備還包括圖像采集裝置，圖像采集裝置被配置為對目標(biāo)件進(jìn)行圖像采集。