專(zhuān)利名稱(chēng)：一種高溫相變儲(chǔ)能材料熱物性測(cè)試方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高溫相變儲(chǔ)能材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高溫相變儲(chǔ)能材料熱物性測(cè)試方法及其裝置。

背景技術(shù)：
隨著全球工業(yè)的迅猛發(fā)展，礦物能源的枯竭和環(huán)境污染的加劇等問(wèn)題逐步凸顯，在生產(chǎn)和生活中能源浪費(fèi)的現(xiàn)象嚴(yán)重，又不能有效地利用自然界中的能源(如太陽(yáng)能)，致使國(guó)際能源的需求與日俱增。相變材料作為一種儲(chǔ)能材料可以將這些浪費(fèi)的能源或自然能源儲(chǔ)存起來(lái)，并根據(jù)不同的需求釋放出來(lái)，使能源得到合理的利用。其應(yīng)用領(lǐng)域主要包括太陽(yáng)能熱發(fā)電、工業(yè)熱利用以及余熱回收、電力調(diào)峰、建筑節(jié)能、農(nóng)業(yè)溫室、航空航天器材等。其中，太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)與利用則是其中一種行之有效的儲(chǔ)能途徑。而太陽(yáng)能熱發(fā)電更是最有前途的儲(chǔ)能方式之一，近年來(lái)在世界許多國(guó)家得到了快速的發(fā)展。針對(duì)太陽(yáng)能熱發(fā)電的需求，高溫相變儲(chǔ)能材料成為日益受到重視的新型材料。在太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)中，由于太陽(yáng)能聚光產(chǎn)生的溫度高，選擇可靠的高溫傳熱蓄熱工作介質(zhì)是提高太陽(yáng)能熱發(fā)電效率的關(guān)鍵。
已研究的高溫相變材料中，金屬的比熱容小，在過(guò)載情況下會(huì)導(dǎo)致過(guò)高的溫度，具有很強(qiáng)的腐蝕性，影響容器的壽命，同時(shí)也加大了出口溫度的波動(dòng)范圍。氟鹽及其共晶混合物兩個(gè)嚴(yán)重的缺點(diǎn)一是由液相轉(zhuǎn)變?yōu)楣滔鄷r(shí)有較大的體積收縮，如LiF高達(dá)23％；二是熱導(dǎo)率低。這兩個(gè)缺點(diǎn)導(dǎo)致陰影區(qū)內(nèi)出現(xiàn)“熱松脫”和“熱斑”現(xiàn)象。PCM熔化/凝固交替進(jìn)行，很容易導(dǎo)致容器材料的熱疲勞破壞。查閱文獻(xiàn)及參考化工手冊(cè)等，了解各種高溫相變材料的物化性能參數(shù)，選定NaCl/LiCl等高溫相變材料作為主要研究對(duì)象，并測(cè)試其熱物性。
然而，在高溫相變材料性能測(cè)試方面還存有較大的局限性。比如，DSC相變溫度及相變焓測(cè)試中，高溫環(huán)境增強(qiáng)無(wú)機(jī)鹽的活性，使之與坩堝發(fā)生反應(yīng)；樣品的揮發(fā)易腐蝕加熱爐；高溫對(duì)儀器損傷較大。DTA測(cè)試，對(duì)樣品的要求較高，如易揮發(fā)性物質(zhì)、碳酸鹽、600℃左右條件下的LiCl、熔融階段的KCl等均受到限制。另外，目前的測(cè)試技術(shù)要求樣品質(zhì)量處于微量級(jí)，對(duì)易吸潮的樣品測(cè)試結(jié)果造成較大的影響，加大了測(cè)試誤差，嚴(yán)重地偏離了實(shí)際數(shù)據(jù)。
本發(fā)明針對(duì)這些問(wèn)題，設(shè)計(jì)出一套測(cè)試裝置進(jìn)行高溫相變材料的制備和測(cè)試，通過(guò)理論公式轉(zhuǎn)化和計(jì)算，得出較理想的高溫相變儲(chǔ)能材料熱物性測(cè)試結(jié)果。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高溫相變儲(chǔ)能材料熱物性測(cè)試方法及其裝置。
本發(fā)明提出的高溫相變儲(chǔ)能材料熱物性測(cè)試方法，具體步驟如下 (1)試樣的制備 采用處于共晶點(diǎn)附近的兩種無(wú)機(jī)鹽作為無(wú)機(jī)鹽混合物，混合均勻，研磨成粉末后裝入鎳坩堝中，其中兩種無(wú)機(jī)鹽的質(zhì)量比為1∶9--9∶1； 將裝有無(wú)機(jī)鹽混合物的鎳坩堝置于鐵盒中，放進(jìn)設(shè)有溫度高于無(wú)機(jī)鹽混合物熔點(diǎn)20～40℃的箱式電阻爐中至無(wú)機(jī)鹽混合鹽完全熔融。待其熔融后，取出鎳坩堝，將熱電偶的探頭插入熔融鹽的正中間，完全埋入，且不觸及鎳坩堝底部，令其自然條件下冷卻；將鎳坩堝固定于鐵盒中，待用； (2)升降溫曲線(xiàn)的測(cè)試 將熱電偶的另一端連上數(shù)字式測(cè)溫儀，且數(shù)字式測(cè)溫儀連接計(jì)算機(jī)，設(shè)置好各項(xiàng)參數(shù)測(cè)試溫度范圍為100～650℃，速率為每20s～40s一點(diǎn)。將鐵盒置于設(shè)有溫度為200～650℃的箱式高溫電阻爐中，測(cè)試其升溫曲線(xiàn)；觀(guān)測(cè)升溫曲線(xiàn)，混合鹽完全熔融且在溫度高于熔融平臺(tái)30～60℃時(shí)取出鐵盒，置于室溫下測(cè)試其降溫曲線(xiàn)；測(cè)試結(jié)束后保存數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
本發(fā)明的原理如下 1相變模型 處于相變過(guò)程中的相變材料會(huì)在一個(gè)比較狹窄的溫度范圍里放出(降溫過(guò)程)或吸收(升溫過(guò)程)較多的熱量。該現(xiàn)象從外觀(guān)上看等效于材料比熱在相變過(guò)程中突然增大，而在相變過(guò)程完成又恢復(fù)原來(lái)狀態(tài)。因此，可以采用等效比熱的概念處理其相變過(guò)程。
建立相變材料的相變過(guò)程溫度模型是為了能夠定量地描述相變材料體在不同環(huán)境條件下的相變發(fā)生過(guò)程，主要是其溫度的變化情況。體系基本情況將相變材料模塊置于恒溫環(huán)境中，環(huán)境溫度Tf在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中保持不變。相變材料模塊各項(xiàng)參數(shù)為厚度d(m)；密度ρ(g/m3)；比熱c[J/(g·K)]；質(zhì)量m(g)；表面積A(m2)；換熱系數(shù)α[J/(m2·K·s)]；初始溫度Tstart(℃)。模塊四周?chē)^熱條件，環(huán)境熱流由模塊兩個(gè)相同的側(cè)面對(duì)稱(chēng)進(jìn)入模塊。因此，模塊中心的對(duì)稱(chēng)面的熱量為零，也可視為絕熱面。因此可近視熱量在相變材料中的傳熱為一維傳熱過(guò)程。建立溫度變化模型如下。
(a)升溫過(guò)程 溫度變化順序Tstart→TS→TE→Tf。球體的溫度變化過(guò)程分3個(gè)階段。
階段ITstart→TS，只有顯熱。

階段IITS→TE，同時(shí)有顯熱和潛熱。

階段IIITE→Tf，只有顯熱。

在三個(gè)階段之間的二個(gè)節(jié)點(diǎn)保持連續(xù)，可確定Mu和Nu值。

(b)降溫過(guò)程 溫度變化順序Tstart→TE→TS→Tf。球體的溫度變化過(guò)程分3個(gè)階段。階段ITstart→TE，只有顯熱。階段IITE→TS，同時(shí)有顯熱和潛熱。階段IIITS→Tf，只有顯熱。采用與升溫過(guò)程分析相似的步驟，可以得到如下降溫過(guò)程球體溫度變化規(guī)律。
階段ITstart→TE。

階段IITE→TS。

階段IIITs→Tf。

其中
實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證如附圖1和附圖2。
2由升降溫曲線(xiàn)確定相變性能 (1)相變溫度的確定 相變溫度確定比較簡(jiǎn)單，可由升降溫曲線(xiàn)的三階段的轉(zhuǎn)折點(diǎn)確定。
(2)相變熱的確定 升溫過(guò)程 熔化熱

降溫過(guò)程 凝固熱

其中Δt和ΔT為相變過(guò)程時(shí)間和溫度間隔。
3系統(tǒng)標(biāo)定 選取已知相變溫度和相變焓的無(wú)機(jī)混合鹽作為基準(zhǔn)樣品，在一定條件下對(duì)其進(jìn)行升降溫曲線(xiàn)測(cè)試，確定測(cè)試過(guò)程中的相關(guān)參數(shù)(如樣品質(zhì)量，環(huán)境溫度，儀器參數(shù)等)，根據(jù)測(cè)試結(jié)果繪制升降溫曲線(xiàn)，然后將曲線(xiàn)中的數(shù)據(jù)代入公式[9](升溫曲線(xiàn))和公式[11](降溫曲線(xiàn))，計(jì)算基準(zhǔn)樣品的熔化和凝固的參數(shù)αA。
以相同的參數(shù)在相同的條件下對(duì)未知樣品進(jìn)行測(cè)試，繪制升降溫曲線(xiàn)，將測(cè)試結(jié)果以及以上標(biāo)定的參數(shù)αA代入公式[8](熔化熱)和公式[10](凝固熱)，可以計(jì)算出未知樣品的熔化熱以及凝固熱。
本發(fā)明提出的高溫相變儲(chǔ)能材料熱物性測(cè)試裝置，由鎳坩堝1、鐵盒2、爐膛3、樣品、熱電偶6、箱式高溫電阻爐7、絕熱體8、數(shù)字式測(cè)溫儀9和記錄裝置10組成，其中樣品放置于鎳坩堝1內(nèi)，鎳坩堝1置于鐵盒2中，鐵盒2放置于爐膛3內(nèi)，熱電偶6為2個(gè)，一個(gè)熱電偶6的一端插入樣品中，第二個(gè)熱電偶6的一端插入鐵盒2中，二個(gè)熱電偶6的另一端均連接數(shù)字式測(cè)溫儀9，數(shù)字式測(cè)溫儀9連接記錄裝置10，爐膛3位于箱式高溫電阻爐7內(nèi)，箱式高溫電阻爐7內(nèi)壁上設(shè)有絕熱體8。
本發(fā)明中，所述數(shù)字式測(cè)溫儀9連接計(jì)算機(jī)。
本發(fā)明中，鎳坩堝1的數(shù)量視樣品數(shù)量而定，每件樣品分別放置于不同的鎳坩堝1內(nèi)。每個(gè)鎳坩堝1均連接一個(gè)熱電偶6。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn) (1)本測(cè)試裝置為溫度變化范圍大且熔點(diǎn)高的相變儲(chǔ)熱材料提供有效的熱物性能測(cè)試手段，克服了DSC及DTA的測(cè)試缺陷； (2)使用常規(guī)的鎳坩堝作為高溫PCM的盛裝容器，鐵盒作為底盤(pán)，對(duì)試樣要求不高，試樣可以重復(fù)利用并循環(huán)測(cè)試?？汕逦赜^(guān)察到樣品的相變過(guò)程，隨時(shí)掌握溫度變化情況； (3)測(cè)試樣品量較大，且樣品受熱均勻，可減小樣品內(nèi)部的溫度梯度以獲得與實(shí)際測(cè)試溫度一致的數(shù)據(jù)； (4)一次可同時(shí)測(cè)試幾個(gè)樣品，提高了測(cè)試效率，樣品可循環(huán)測(cè)試多次； (5)設(shè)備投資少，原料成本低廉易得，操作容易，重現(xiàn)性好，適用性強(qiáng)。



圖1為實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證升溫曲線(xiàn)圖。
圖2為實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證降溫曲線(xiàn)圖。
圖3為高溫相變儲(chǔ)能材料測(cè)試裝置模型圖。
圖4為實(shí)施例1質(zhì)量比為5.5∶4.5的LiNO3/NaNO3升降溫曲線(xiàn)圖。
圖5為實(shí)施例2質(zhì)量比為1.08∶1的LiCl/NaCl升降溫曲線(xiàn)圖。
圖6為實(shí)施例3質(zhì)量比為4∶7的Ca(NO3)2/NaNO3升降溫曲線(xiàn)圖。
圖中標(biāo)號(hào)1為鎳坩堝，2為鐵盒，3為爐膛，4為1號(hào)樣品，5為2號(hào)樣品，6為熱電偶，7為箱式高溫電阻爐，8為絕熱體，9為數(shù)字式測(cè)溫儀，10為記錄裝置。

具體實(shí)施例方式 下面通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
實(shí)施例1LiNO3/NaNO3高溫相變儲(chǔ)能材料熱物性測(cè)試 按照質(zhì)量比為5.5∶4.5，用電子秤分別稱(chēng)取27.50gLiNO3和22.50gNaNO3，混合研磨后裝入50ml鎳坩堝中。將此鎳坩堝固定在鐵盒中置于220℃的電阻爐中至無(wú)機(jī)鹽混合物完全熔融，取出鐵盒，將熱電偶的探頭全部埋入熔融鹽中，置于坩堝正中，不觸及坩堝底部，使之自然冷卻，將其作為標(biāo)準(zhǔn)試樣。待熔融鹽凝固后，熱電偶也隨之固定其中，將帶有熱電偶的鎳坩堝固定于鐵盒支架上。
組建圖3所示的實(shí)驗(yàn)裝置，將各儀器連接好之后，打開(kāi)采用center309四路測(cè)溫儀的數(shù)字式測(cè)溫儀和計(jì)算機(jī)，雙擊打開(kāi)center309四路測(cè)溫儀配套應(yīng)用程序SE309，按需求設(shè)定各個(gè)參數(shù)，測(cè)試溫度范圍為100～250℃，速率為每20s一點(diǎn)。啟動(dòng)運(yùn)行程序，系統(tǒng)將自動(dòng)采集數(shù)據(jù)；由程序記錄其熔融過(guò)程的溫度——時(shí)間曲線(xiàn)。待混合物完全熔融后，并保持10～15min。將其取出，令其在自然條件下冷卻，應(yīng)用程序SE309各參數(shù)設(shè)置不變，系統(tǒng)將連續(xù)自動(dòng)采集數(shù)據(jù)。
測(cè)試結(jié)束后質(zhì)量比為5.5∶4.5的LiNO3/NaNO3溫度——時(shí)間數(shù)據(jù)以Excel格式等格式保存。可循環(huán)測(cè)試幾次，選取其中測(cè)試效果最佳的一組升降溫?cái)?shù)據(jù)備用。
運(yùn)用Oringin軟件分別繪制混合無(wú)機(jī)鹽的升溫曲線(xiàn)和降溫曲線(xiàn)圖(附圖4)。由升溫曲線(xiàn)圖可以看出，當(dāng)溫度為183℃(TS)，時(shí)間為746s時(shí)，混合鹽開(kāi)始進(jìn)行相型轉(zhuǎn)變。當(dāng)溫度升至194℃(TE)，時(shí)間為2273s混合無(wú)機(jī)鹽固-液相變結(jié)束。即Δt＝1527s，ΔT＝11℃，m＝50g，最高溫度Tf＝220℃。DSC測(cè)試結(jié)果表明，質(zhì)量百分比為5.5∶4.5的LiNO3/NaNO3的熔化熱ΔH＝272.6J/g，根據(jù)公式[9]，可以計(jì)算出參數(shù)αA＝0.286. 由降溫曲線(xiàn)圖可以看出，當(dāng)溫度為194℃(TE)，時(shí)間為2810s時(shí)，混合鹽開(kāi)始進(jìn)行相型轉(zhuǎn)變。當(dāng)溫度降至186℃(TS)，時(shí)間為3539s混合無(wú)機(jī)鹽固-液相變結(jié)束。即Δt＝729s，ΔT＝8℃，m＝50g，最低溫度Tf＝15℃。DSC測(cè)試結(jié)果表明，質(zhì)量百分比為5.5∶4.5的LiNO3/NaNO3的凝固熱ΔH＝267.6J/g，根據(jù)公式[11]，可以計(jì)算出參數(shù)αA＝0.105. 實(shí)施例2LiCl/NaCl高溫相變儲(chǔ)能材料熱物性測(cè)試 首先稱(chēng)取和26.08gLiCl和23.96gNaCl(質(zhì)量比為1.08∶1)，混合研磨后裝入鎳坩堝中，然后將此鎳坩堝固定在鐵盒中放置在650℃的電阻爐中至完全熔融，取出鐵盒后將熱電偶的探頭全部埋入熔融鹽中，取出鐵盒，將熱電偶的探頭全部埋入熔融鹽中，置于坩堝正中，不觸及坩堝底部，使之自然冷卻。待熔融鹽凝固后，熱電偶也隨之固定其中，將帶有熱電偶的鎳坩堝固定于鐵盒支架上。
實(shí)驗(yàn)裝置圖同實(shí)施例1，將各儀器連接好之后，打開(kāi)center309四路測(cè)溫儀和計(jì)算機(jī)，雙擊打開(kāi)center309四路測(cè)溫儀配套應(yīng)用程序SE309，按需求設(shè)定各個(gè)參數(shù)，測(cè)試溫度范圍為350～650℃，速率為每20s一點(diǎn)。啟動(dòng)運(yùn)行程序，系統(tǒng)將自動(dòng)采集數(shù)據(jù)；由程序記錄其熔融過(guò)程的溫度——時(shí)間曲線(xiàn)。待混合物完全熔融后，并保持10～15min。將其取出，令其在自然條件下冷卻，應(yīng)用程序SE309各參數(shù)設(shè)置不變，系統(tǒng)將連續(xù)自動(dòng)采集數(shù)據(jù)。
測(cè)試結(jié)束后質(zhì)量比為1.08∶1的LiCl/NaCl溫度——時(shí)間數(shù)據(jù)以Excel格式等格式保存?？裳h(huán)測(cè)試幾次，選取其中測(cè)試效果最佳的一組升降溫?cái)?shù)據(jù)備用。
運(yùn)用Oringin軟件分別繪制質(zhì)量比為1.08∶1的LiCl/NaCl的升溫曲線(xiàn)及降溫曲線(xiàn)圖(附圖5所示)。由升溫曲線(xiàn)可以看出，混合鹽從544℃(TS)，247s開(kāi)始進(jìn)行相轉(zhuǎn)變，567℃(TE)，506s時(shí)相轉(zhuǎn)變完畢，即Δt＝259s，ΔT＝23℃，m＝50.04g，最高溫度Tf＝650℃，根據(jù)公式[8]以及實(shí)施例1中計(jì)算的αA＝0.286，可以得出質(zhì)量比為1.08∶1的LiCl/NaCl熔化熱ΔH為139J/g。
由降溫曲線(xiàn)可以看出，混合鹽從587℃(TE)，939s開(kāi)始進(jìn)行相轉(zhuǎn)變，544℃(TS)，1128s時(shí)相轉(zhuǎn)變完畢，即Δt＝189s，ΔT＝43℃，m＝50.04g，最低溫度Tf＝15℃，根據(jù)公式[10]以及實(shí)例1中計(jì)算的αA＝0.105，可以得出質(zhì)量比為1.08∶1的LiCl/NaCl凝固熱ΔH為218J/g。
實(shí)施例3Ca(NO3)2/NaNO3高溫相變儲(chǔ)能材料熱物性測(cè)試 首先稱(chēng)取18.2g Ca(NO3)2和31.8g NaNO3(質(zhì)量比為4∶7)，混合研磨后裝入鎳坩堝中，然后將此鎳坩堝固定在鐵盒中放置在300℃的電阻爐中至完全熔融，取出鐵盒后將熱電偶的探頭全部埋入熔融鹽中，取出鐵盒，將熱電偶的探頭全部埋入熔融鹽中，置于坩堝正中，不觸及坩堝底部，使之自然冷卻。待熔融鹽凝固后，熱電偶也隨之固定其中，將帶有熱電偶的鎳坩堝固定于鐵盒支架上。
實(shí)驗(yàn)裝置圖同實(shí)施例1，將各儀器連接好之后，打開(kāi)center309四路測(cè)溫儀和計(jì)算機(jī)，雙擊打開(kāi)center309四路測(cè)溫儀配套應(yīng)用程序SE309，按需求設(shè)定各個(gè)參數(shù)，測(cè)試溫度范圍為100～350℃，速率為每20s一點(diǎn)。啟動(dòng)運(yùn)行程序，系統(tǒng)將自動(dòng)采集數(shù)據(jù)；由程序記錄其熔融過(guò)程的溫度——時(shí)間曲線(xiàn)。待混合物完全熔融后，并保持10～15min。將其取出，令其在自然條件下冷卻，應(yīng)用程序SE309各參數(shù)設(shè)置不變，系統(tǒng)將連續(xù)自動(dòng)采集數(shù)據(jù)。
測(cè)試結(jié)束后質(zhì)量比為4∶7的Ca(NO3)2/NaNO3溫度——時(shí)間數(shù)據(jù)以Excel格式等格式保存。可循環(huán)測(cè)試幾次，選取其中測(cè)試效果最佳的一組升降溫?cái)?shù)據(jù)備用。
運(yùn)用Oringin軟件分別繪制摩爾比為4∶7的Ca(NO3)2/NaNO3的升溫曲線(xiàn)及降溫曲線(xiàn)圖(如圖6所示)。由升溫曲線(xiàn)可以看出，混合鹽從207℃(TS)，311s開(kāi)始進(jìn)行相轉(zhuǎn)變，289℃(TE)，1051s時(shí)相轉(zhuǎn)變完畢，即Δt＝740s，ΔT＝82℃，m＝50.00g，最高溫度Tf＝300℃，根據(jù)公式[8]以及實(shí)施例1中計(jì)算的αA＝0.286，可以得出質(zhì)量比為4∶7的Ca(NO3)2/NaNO3熔化熱ΔH為162 J/g。
由降溫曲線(xiàn)可以看出，混合鹽從265℃(TE)，1263s開(kāi)始進(jìn)行相轉(zhuǎn)變，204℃(TS)，1680s時(shí)相轉(zhuǎn)變完畢，即Δt＝417s，ΔT＝61℃，m＝50.00g，最低溫度Tf＝10℃，根據(jù)公式[10]以及實(shí)例1中計(jì)算的αA＝0.105，可以得出質(zhì)量比為4∶7的Ca(NO3)2/NaNO3凝固熱ΔH為195J/g。
權(quán)利要求
1.一種高溫相變儲(chǔ)能材料熱物性測(cè)試方法，其特征在于具體步驟如下
(1)試樣的制備
采用處于共晶點(diǎn)附近的兩種無(wú)機(jī)鹽作為無(wú)機(jī)鹽混合物，混合均勻，研磨成粉末后裝入鎳坩堝中，其中兩種無(wú)機(jī)鹽的質(zhì)量比為1∶9--9∶1；
將裝有無(wú)機(jī)鹽混合物的鎳坩堝置于鐵盒中，放進(jìn)設(shè)有溫度高于無(wú)機(jī)鹽混合物熔點(diǎn)20～40℃的箱式電阻爐中至無(wú)機(jī)鹽混合鹽完全熔融。待其熔融后，取出鎳坩堝，將熱電偶的探頭插入熔融鹽的正中間，完全埋入，且不觸及鎳坩堝底部，令其自然條件下冷卻；將鎳坩堝固定于鐵盒中，待用；
(2)升降溫曲線(xiàn)的測(cè)試
將熱電偶的另一端連上數(shù)字式測(cè)溫儀，且數(shù)字式測(cè)溫儀接上計(jì)算機(jī)，設(shè)置好各項(xiàng)參數(shù)測(cè)試溫度范圍為100～650℃，速率為每20s～40s一點(diǎn)。將鐵盒置于設(shè)有溫度為200～650℃的箱式高溫電阻爐中，測(cè)試其升溫曲線(xiàn)；觀(guān)測(cè)升溫曲線(xiàn)，混合鹽完全熔融且在溫度高于熔融平臺(tái)30～60℃時(shí)取出鐵盒，置于室溫下測(cè)試其降溫曲線(xiàn)；測(cè)試結(jié)束后保存數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
2.一種高溫相變儲(chǔ)能材料熱物性測(cè)試裝置，由鎳坩堝(1)、鐵盒(2)、爐膛(3)、樣品、熱電偶(6)、箱式高溫電阻爐(7)、絕熱體(8)、數(shù)字式測(cè)溫儀(9)和記錄裝置(10)組成，其特征在于樣品放置于鎳坩堝(1)內(nèi)，鎳坩堝(1)置于鐵盒(2)中，鐵盒(2)放置于爐膛(3)內(nèi)，熱電偶(6)為2個(gè)，一個(gè)熱電偶(6)的一端插入樣品中，第二個(gè)熱電偶(6)的一端插入鐵盒(2)中，二個(gè)熱電偶(6)的另一端均連接數(shù)字式測(cè)溫儀(9)，數(shù)字式測(cè)溫儀(9)連接記錄裝置(10)，爐膛(3)位于箱式高溫電阻爐(7)內(nèi)，箱式高溫電阻爐(7)內(nèi)壁上設(shè)有絕熱體(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高溫相變儲(chǔ)能材料熱物性測(cè)試裝置，其特征在于所述數(shù)字式測(cè)溫儀(9)連接計(jì)算機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高溫相變儲(chǔ)能材料熱物性測(cè)試裝置，其特征在于鎳坩堝(1)的數(shù)量視樣品數(shù)量而定，每件樣品分別放置于不同的鎳坩堝(1)內(nèi)。每個(gè)鎳坩堝(1)均連接一個(gè)熱電偶(6)。
全文摘要
本發(fā)明屬于高溫相變儲(chǔ)能材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高溫相變儲(chǔ)能材料熱物性測(cè)試方法及其裝置。采用處于共晶點(diǎn)附近的兩種無(wú)機(jī)鹽作為無(wú)機(jī)鹽混合物，混合均勻，研磨成粉末后裝入鎳坩堝中，將裝有無(wú)機(jī)鹽混合物的鎳坩堝置于鐵盒中，放進(jìn)箱式電阻爐中至無(wú)機(jī)鹽混合鹽完全熔融。待其熔融，取出，將熱電偶的探頭插入熔融鹽的正中間，令其自然條件下冷卻；將鎳坩堝固定于鐵盒中；熱電偶另一端連上數(shù)字式測(cè)溫儀，數(shù)字式測(cè)溫儀接計(jì)算機(jī)，設(shè)置參數(shù)，將鐵盒置于電阻爐中，測(cè)試升溫曲線(xiàn)；觀(guān)測(cè)升溫曲線(xiàn)，混合鹽完全熔融且在溫度高于熔融平臺(tái)30～60℃時(shí)取出鐵盒，室溫下測(cè)試其降溫曲線(xiàn)；測(cè)試結(jié)束后保存數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。本發(fā)明為溫度變化范圍大且熔點(diǎn)高的相變儲(chǔ)熱材料提供有效的熱物性能測(cè)試手段，克服了DSC及DTA的測(cè)試缺陷；設(shè)備投資少，原料成本低廉易得，操作容易，重現(xiàn)性好，適用性強(qiáng)。
文檔編號(hào)G01N25/20GK101762618SQ20101002260
公開(kāi)日2010年6月30日 申請(qǐng)日期2010年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月8日
發(fā)明者張東, 曾亮, 周春玉 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)