一种导热系数测定装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种导热系数测定仪。技术方案包括外壳，设在该外壳上的冷媒进口（１）和冷媒出口（２），该外壳为两端密封中空圆柱形的冷却套管（３），该圆柱外壁开孔与冷媒进口（１）和冷媒出口（２）相通，冷媒在冷却套管（３）的夹层间循环流动冷却；在该冷却套管（３）内同轴设有紫铜套管（５）及加热棒（６），该加热棒（６）与精密加热源（１７）连接；在所述冷却套管（３）和紫铜套管（５）上设有壁温热电偶（１０），壁温热电偶（１０）与热电偶数据采集器（１６）连接。本装置可测包括固液相变介质、颗粒材料、粘稠介质的导热系数；对固液相变介质分别处于固相、液相的导热系数可连续测量；各元件可拆卸，工作安全，易维护。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种导热系数测定装置，用以测量固液相变介质、颗粒材料、粘稠介质的导热系数；对固液相变介质分别处于固相、液相的导热系数可连续
技术介绍
相变材料(Phase Change Material)广泛运用在储能系统中，导热系数是 PCM最重要的一种热物性，在研究利用PCM时首先要获得它的热物性数据。导热 系数一般通过实验装置测得。通常基于一维稳态导热理论的稳态平板法测PCM的导热系数会有如下缺点而 不能使用①PCM处于固液两相的变化中，加热过程进行，液相易渗漏，不易 制备测试仪器要求的成型条件等，实验结果误差极大，尤其不利于液体的测量， 对固液二相的综合比较测试不能在同一仪器中进行；②要得到可靠的试样表面 平均温度，需要用相当数量的热电偶；③稳态法准备测试记录前的温差稳定条件 耗时长，实验测试过程也耗时长。现有技术中基于非稳态无限大平板法测PCM导热系数存在如下缺陷①PCM 处于固相尚可以快速测试，但无法对液相进行测量，对固液二相的测试不能在 同一仪器中进行；②非稳态法导热理论模型复杂；③要求测试件较难满足。但随着技术进步要求，必须有合适的便捷的测试仪器以满足生产需要。
技术实现思路
本技术的目的是要提供一种导热系数测定装置，它可以方便地测试相变 材料固相与液相的导热系数，也可测量粘稠液体及颗粒材料的导热系数。为了达到本技术的目的所采取的技术方案，包括外壳，设在该外壳上的冷媒进口1和冷媒出口2，其特征在于，该外壳为冷却套管3，该冷却套管3为两 端密封的中空圆柱形，该圆柱外壁开孔与冷媒进口1和冷媒出口2相通，冷媒在 冷却套管3的夹层间循环流动冷却；在该冷却套管3内同轴设有紫铜套管5，在该 紫铜套管5内同轴设有加热棒6，该加热棒6通过加热棒接线9与精密加热源17连 接；在所述冷却套管3和紫铜套管5上设有壁温热电偶10,壁温热电偶10与热电 偶数据采集器16连接。上述的导热系数测定装置中，所述的冷却套管3的两端是分别通过带外螺纹 套管端盖7和套管端盖8密封的，冷却套管3内壁一端加工内螺纹与带外螺纹的套 管端盖7相配合，冷却套管3的另一端与套管端盖8用胶粘接。上述的导热系数测定装置中，带外螺纹的套管端盖7与套管端盖8中心钻有 孔，紫铜套管5的外径与该孔的内径配合，紫铜套管5穿过带外螺纹的套管端盖7 与套管端盖8的中心孔，对称安装。上述的导热系数测定装置中，所述加热棒6的外径与紫铜套管5的内径配合轴 向对称安装，它们之间的间隙填充导热硅脂；紫铜套管5的两端部与加热棒6的 两端部围成的空间分别填充有绝热棉。上述的导热系数测定装置中，在冷却套管3内侧开有槽，埋入壁温热电偶IO 至少3对；在紫铜套管5外壁开槽，埋入壁温热电偶10至少3对。上述的导热系数测定装置中，所述冷媒进口1与一恒温槽15的出口相连通， 所述冷媒出口 2与恒温槽15的入口相连通。上述的导热系数测定装置中，所述带外螺纹的套管端盖7上焊接有手柄，便 于拆卸。上述的导热系数测定装置中，所述精密加热电源17为直流精密稳压电源。 上述的导热系数测定装置中，所述恒温槽15设有温度调节装置。 本技术的有益效果是，对PCM介质在一次测试安装过程中，既可以测量 固相的导热系数，又可以在测量粘稠介质、升温后PCM液相的导热系数；测试过 程介质是密封的，不会泄露。对不同PCM介质冷媒温度可调节；加热棒负荷可调节；电路、冷媒循环简单，系统调试简单，各元件可拆卸，易维护。附图说明图l是本技术的结构示意图2是本技术的一个实施例的加热管及热电偶布置图剖视图； 图3是本技术的一个实施例冷却套管3及热电偶布置剖视图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术做进一步说明。图l、图2、图3中1.冷媒进口； 2.冷媒出口； 3.冷却套管，在本实施 例中其材质为紫铜，便于良好传热；4.被测材料；5.紫铜套管；6.加热棒，在本实施例中为直流电阻丝，不能接通交流电源；7.带外螺纹的套管端盖， 本实施例中其为紫铜材质，与冷却套3通过螺纹连接，易于拆卸，其中心打孔， 端盖外侧焊有2个手柄，便于拆卸；8.套管端盖，本实施例中，其为紫铜材质， 与冷却套3焊接，其中心打孔；9.与精密加热源连接的加热棒接线；10.与 热电偶数据采集器连接的壁温热电偶；11.绝热棉；12.套管端部绝热段， 本实施例中采用PVC材料，填入绝热棉；13.套管端部绝热段，本实施例中采 用PVC材料，填入绝热棉；14.绝热棉；15.恒温槽；16.热电偶数据采集 器；17.精密加热电源，本实施例中为直流精密稳压电源；18.冷媒，本实施 例中以水为介质，温度可调节；测高温相变温度时可以采用耐高温油，测低温 相变温度时可以采用防冻液等。冷却套管3上的冷媒进口 1与恒温槽15的出口通过软管紧固连接，冷却套 管3上的冷媒出口 2与恒温槽15的入口通过耐温管紧固连接。冷却套管3 —端有内螺纹与带外螺纹的套管端盖7螺纹连接；冷却套管3 的另一端与套管端盖8用胶粘接。带外螺纹的套管端盖7与套管端盖8中心钻孔，紫铜套管5套在该中心孔 上；紫铜套管5的一侧有内螺纹，堵丝密封；紫铜套管5内的加热棒6置于紫铜套管5的轴向中心；填充导热硅脂使加热棒6与紫铜套管5良好传热；与精 密加热电源7连接的加热棒接线9从紫铜套管5的另一侧伸出；紫铜套管5内两侧分别填入绝热棉11和14。冷却套管3与被测材料4相接触的内壁开槽，壁温热电偶10 (3对)埋在 该槽内；紫铜套管5的外壁与冷却套管3平行开槽，热电偶IO (另外3对)埋 在该槽中。也可埋置更多的热电偶。紫铜套管5的两端部与加热棒6的两端部围成的空间构成套管端部绝热段 12和13。在套管端部绝热段12和13内填充有绝热棉。套管端部绝热段12与 套管端盖8粘接；套管端部绝热段12端部打孔，壁温热电偶10伸出套管端部 绝热段12端部与热电偶数据采集器16连接；测试时，本装置竖立，套管端部 绝热段13与带外螺纹的套管端盖7依靠重力压紧。加热棒6通过加热棒接线9与精密加热电源17连接。 恒温槽15设有温度调节装置，可对冷媒18的温度进行调节。以下通过测试过程进一步描述本装置在图l所示的实施例中，首次测试安装过程是这样的将三对壁温热电偶IO埋入冷却套管3的内槽中，伸出接线头一将另外三对壁温热电偶10埋入紫铜套管 5的槽中一将带外螺纹的套管端盖7与冷却套管3的一侧旋紧一紫铜套管5套入带 外螺纹的套管端盖7的中心孔中一灌注被测材料4—将套管端盖8套在紫铜套管5 上，接口用胶粘接；套管端盖8与冷却套管3的另一侧配合，接口用胶粘接一将 加热棒6套进紫铜套管5内居中一将绝热棉14塞入紫铜套管5的端口一堵丝封住 紫铜套管5的一侧一将绝热棉11塞入紫铜套管5的另一侧一在加热棒6与紫铜套 管5的间隙中灌注导热硅脂一在套管端部绝热段13内填充绝热棉，装置竖立压在 套管端部绝热段13上一在套管端部绝热段12的中心打孔，加热棒接线9与紫铜管 外壁的热电偶(3对)伸出该中心孔一填入绝热棉在套管端部绝热段12中一套管 端部绝热段12与套管端盖8用胶粘接一冷却套管3上的冷媒进口1与恒温槽15的 出口通过软管紧固连接一冷却套管3上的冷媒出口2与恒温槽15的入口通过软管 紧固连接一连接调试壁温热电偶10与热电偶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导热系数测定仪，包括外壳，设在该外壳上的冷媒进口（１）和冷媒出口（２），其特征在于，该外壳为冷却套管（３），该冷却套管（３）为两端密封的中空圆柱形，该圆柱外壁开孔与冷媒进口（１）和冷媒出口（２）相通，冷媒在冷却套管（３）的夹层间循环流动冷却；在该冷却套管（３）内同轴设有紫铜套管（５），在该紫铜套管（５）内同轴设有加热棒（６），该加热棒（６）通过加热棒接线（９）与精密加热源（１７）连接；在所述冷却套管（３）和紫铜套管（５）上设有壁温热电偶（１０），壁温热电偶（１０）与热电偶数据采集器（１６）连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：袁小艳，李保明，张红莲，庞真真，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]