CN107525739B - 一种测定液体融雪剂最低使用温度的试验装置及试验方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种测定液体融雪剂最低使用温度的试验装置及试验方法，试验装置主要由控制系统、黏度测定装置和控温试验箱组成，能够根据液体融雪剂的喷洒黏度测定其最低使用温度。试验方法利用上述试验装置，按照试验准备、测定和结果整理三个步骤进行。上述试验装置和试验方法得出的测试结果准确、稳定、可靠，与液体融雪剂的喷洒作业密切相关，对实际使用更有指导意义，有益效果显著，能够促进液体融雪剂的推广和应用，提高冬季融雪除冰效率，减轻环境污染。

Description

一种测定液体融雪剂最低使用温度的试验装置及试验方法
技术领域
本发明属于城市道路、机场道路和公路等的融雪除冰技术领域，具体涉及到一种准确测定液体融雪剂最低使用温度的新型试验装置及试验方法。
背景技术
我国大部分地区的公路、城市道路和机场道路等在冬季都会受到冰雪影响。道路的积雪结冰不仅导致交通中断，还容易引发交通事故，带来严重的经济和生命财产损失。目前，全世界范围内采用最多的融雪除冰方式是撒布融雪剂，据不完全统计，全球每年大约使用3000万吨融雪剂，且融雪剂用量还呈现逐年增加的趋势。根据形态不同，融雪剂可分为固态和液态融雪剂两类。相比固体颗粒融雪剂，液体融雪剂可以实现机械喷洒，具有接触面积大、撒布均匀、融雪除冰效率高的优点，能够在保证融雪除冰的同时，减少融雪剂的使用量，减轻对工程构造物及周边环境造成的危害，因此得到越来越多的推广与应用。
与固体融雪剂不同，液体融雪剂在使用时应确保其不会凝固，否则将导致无法喷洒及使用。因此，在《道路除冰融雪剂》(GB/T 23851-2009)、《融雪剂》(DB11/T 161-2012)中将液体融雪剂的冰点(凝固点)作为必测的技术指标，测试冰点的方法依据《发动机冷却液冰点测试方法》(SH/T 0090-1991)或《喷气燃料冰点测定法》(GB/T 2430-81)，两者的测试原理分别为：前者测定试样开始结晶的温度即为冰点；后者则测定试样出现结晶后，再使其升温，原来形成的烃类结晶消失的最低温度即为冰点。
申请人在大量试验的基础上，分析上述冰点指标及其试验方法存在以下缺陷：
(1)只有一部分属于晶体的液体融雪剂在温度下降至一定程度时，存在明显的结晶状态；而一部分液体融雪剂如大部分的有机融雪剂属于非晶体，在温度下降时，其液体越来越粘稠，逐渐转化为固态，在此过程中无明显的结晶状态，也不存在固定的冰点(凝固点)，因此，上述试验方法并不适用。
(2)冰点指标本身与液体融雪剂的使用关联性不强。液体融雪剂的使用方式主要为喷洒作业，而几乎所有的液体融雪剂在温度下降时其黏度都会不断变大，当其黏度很大时，就无法实现正常喷洒作业，说明当环境温度下降至一定程度时，液体融雪剂就无法正常使用了，即液体融雪剂的最低使用温度与其黏度直接相关，与冰点并不一致，通常高于冰点。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种测定液体融雪剂最低使用温度的试验装置和试验方法，通过该装置和方法能够测定出液体融雪剂的动力黏度下降至某一限值时的温度，即为最低使用温度，该指标与液体融雪剂的喷洒作业密切相关，更有针对性和实际意义。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种测定液体融雪剂最低使用温度的试验装置，其特征在于，包括控制系统、黏度测定装置和控温试验箱。所述控制系统位于该试验装置的右侧上方，由控制面板，电源总开关，控温试验箱开关，指示灯，数据接口和散热孔组成，所述电源总开关、控温试验箱开关、指示灯和数据接口位于控制面板下方依次排列；所述黏度测定装置位于左侧工作平台上，所述工作平台上设有支架、支柱，所述支柱上设有升降马达，黏度传感器与温度传感器设于连接螺杆上下两端，外面设有保护架，所述连接螺杆上设有转动马达，所述黏度测定装置顶部设有水准气泡，通过底部的水平调节螺钉调节水平，所述黏度传感器、温度传感器、升降马达、转动马达与控制面板电连；所述控温试验箱由制冷装置、制冷剂循环装置、冷冻试验槽等组成，所述制冷装置由全封闭压缩机、冷凝器、蒸发器、风机及管道阀门等组成，其中，所述压缩机通过管道和冷凝器相连；所述冷凝器通过管道和蒸发器相连；所述蒸发器通过管道和压缩机相连；所述冷凝器与蒸发器均做成盘管的形式，且冷凝器盘管安装在风机后面；所述制冷剂循环装置由制冷循环泵、循环管道、管道阀门等组成，所述抽液泵两端通过管道与冷冻试验槽相连，且两端的管道部分做成盘管形式分别与冷凝器和蒸发器组合在一起；所述冷冻试验槽用于放置并冷冻盛样筒中的试样，通过制冷剂循环装置使冷冻液循环对其进行降温，中间留有循环孔。
一种测定液体融雪剂最低使用温度的试验方法，其特征在于利用上述试验装置，按照以下步骤进行：
(1)试验准备
①根据喷洒要求确定液体融雪剂的最大黏度，并选择适宜的转子，将其安装到仪器上；
②接通电源并打开仪器开关，调节水准气泡居中，查看温控装置与黏度测试装置是否运转正常；
③配制融雪剂，并与盛样筒一起放入环境箱中将其预冷，预冷温度宜比试样冰点温度高7～8℃。
(2)测定
①将盛样筒置于冷冻试验槽中央，向冷冻试验槽中加入防冻液至浸没循环孔；
②把液体融雪剂试样小心倒入盛样筒中，直至液面将转子完全浸没；
③在控制系统操作面板上输入不影响融雪剂试样喷洒作业的最大黏度值F(mm2/s)，启动试验装置；
④当融雪剂试样的黏度值增大至设定黏度值时，试验自动停止，记录此时的温度值t1(℃)，并纪录；
⑤另取融雪剂试样进行平行试验，记录其最低使用温度t2(℃)；
⑥测定完毕，取下测试容器，清洗转子与盛样筒，并放回原处，关闭总电源。
(3)结果整理
融雪剂的最低使用温度以t计，数值以℃为单位，按以下公式计算：
t＝(t1+t2)/2
式中：
t-液体融雪剂的最低使用温度；
t1-第一次测定的最低使用温度；
t2-第二次测定的最低使用温度。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明控温试验箱的结构示意图。
其中：1电源指示灯，2工作平台，3水平调节螺钉，4支架，5温度传感器，6支柱，7保护架，8连接螺杆，9黏度传感器，10升降马达，11水准气泡，12转动马达，13转子，14散热孔，15控制面板，16电源总开关，17控温试验箱开关，18指示灯，19数据接口，20风机，21冷冻试验槽，22循环孔，23冷凝器，24循环管道，25蒸发器，26压缩机，27循环泵。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1、图2，本发明提供的一种实施例：一种测定液体融雪剂最低使用温度的试验装置，其特征在于，包括控制系统、黏度测定装置和控温试验箱。所述控制系统位于该试验装置的右侧上方，由控制面板15，电源总开关16，控温试验箱开关17，指示灯18，数据接口19和散热孔14组成，所述电源总开关16、控温试验箱开关17、指示灯18和数据接口19位于控制面板15下方依次排列；所述黏度测定装置位于左侧工作平台2上，所述工作平台2上设有支架4、支柱6，所述支柱6上设有升降马达10，黏度传感器9与温度传感器5设于连接螺杆8上下两端，外面设有保护架7，所述连接螺杆8上设有转动马达12，所述黏度测定装置顶部设有水准气泡11，通过底部的水平调节螺钉3调节水平，所述黏度传感器9、温度传感器5、升降马达10、转动马达12与控制面板15电连；所述控温试验箱由制冷装置、制冷剂循环装置、冷冻试验槽21等组成，所述制冷装置由全封闭压缩机26、冷凝器23、蒸发器25、风机20及管道阀门等组成，其中，所述压缩机26通过管道和冷凝器23相连；所述冷凝器23通过管道和蒸发器25相连；所述蒸发器25通过管道和压缩机26相连；所述冷凝器23与蒸发器25均做成盘管的形式，且冷凝器23盘管安装在风机20后面；所述制冷剂循环装置由循环泵27、循环管道24等组成，所述循环泵27两端通过管道与冷冻试验槽21相连，且两端的管道部分做成盘管形式分别与冷凝器23和蒸发器25组合在一起；所述冷冻试验槽21用于放置并冷冻盛样筒中的试样，通过制冷剂循环装置使冷冻液循环对其进行降温，中间留有循环孔22。
本发明的工作原理：测定液体融雪剂的最低使用温度时，打开电源总开关16对整个试验装置供电；打开控温试验箱开关17开始工作；调节水平调节螺钉3使水准气泡11居中，调节支架4和支柱6使温度传感器5与黏度传感器9浸于盛样桶内，盛样桶置于冷冻试验槽21内，在中央处理器15的控制下，制冷装置使防冻液温度不断下降，经制冷剂循环系统循环至冷冻试验槽21，使盛样筒降温。此时，温度传感器5实时采集融雪剂试样的温度、黏度传感器9采集试样的黏度，传感器将采集的数据传输至控制面板15，待融雪剂试样的黏度达到设定值时，控制面板15记录此时试样的温度值，并关闭温控系统，数据接口19用于将数据导出。
试验方法的实施方式：
为验证本发明测定液体融雪剂最低使用温度的试验装置及试验方法的可靠性与有益效果，下面结合实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于以下实施例。
实施例1
按照本发明的技术方案，本实施例给出一种根据融雪剂黏度测得其最低使用温度的试验方法，以下分别以20％氯化钠溶液、25％氯化钙溶液、17％氯化镁溶液为例。
(1)试验准备
①根据喷洒要求确定液体融雪剂的最大黏度，并选择适宜的转子，将其安装到仪器上；
②接通电源并打开仪器开关，调节水准气泡居中，查看温控装置与黏度测试装置是否运转正常；
③配制融雪剂，并与盛样筒一起放入环境箱中将其预冷，预冷温度宜比试样冰点温度高7～8℃。
(2)测定
①将盛样筒置于冷冻试验槽中央，向冷冻试验槽中加入防冻液至浸没循环孔；
②把液体融雪剂试样小心倒入盛样筒中，直至液面将转子完全浸没；
③在控制系统操作面板上输入不影响融雪剂试样喷洒作业的最大黏度值F(mm2/s)，启动试验装置；
④当融雪剂试样的黏度值增大至设定黏度值时，试验自动停止，记录此时的温度值t1(℃)，并纪录；
⑤另取融雪剂试样进行平行试验，记录其最低使用温度t2(℃)；
⑥测定完毕，取下测试容器，清洗转子与盛样筒，并放回原处，关闭总电源。
(3)结果整理
融雪剂的最低使用温度以t计，数值以℃为单位，按以下公式计算：
t＝(t1+t2)/2
式中：
t-液体融雪剂的最低使用温度；
t1-第一次测定的最低使用温度；
t2-第二次测定的最低使用温度。
各种液体融雪剂的最低使用温度试验结果见下表1。
表1融雪剂的最低使用温度试验结果表
试验结果表明：不同液体融雪剂达到相同黏度时的温度并不相同；液体融雪剂的最低使用温度通常高于冰点，冰点值与液体融雪剂的实际使用无明显关联。通过本发明的试验装置与试验方法测定不同种类液体融雪剂的最低使用温度，测试结果准确、稳定、可靠，区分度高。本发明的试验装置与试验方法根据实际喷洒要求选择液体融雪剂，测定出的最低使用温度指标对实际使用更有指导意义，能够促进液体融雪剂的推广和应用，提高冬季融雪除冰效率，减轻环境污染。

Claims (2)

1.一种测定液体融雪剂最低使用温度的试验装置，它包括控制系统、黏度测定装置和控温试验箱，所述控制系统位于该试验装置的右侧上方，由控制面板(15)，电源总开关(16)，控温试验箱开关(17)，指示灯(18)，数据接口(19)和散热孔(14)组成，所述电源总开关(16)、控温试验箱开关(17)、指示灯(18)和数据接口(19)位于控制面板(15)下方依次排列；
所述黏度测定装置位于左侧工作平台(2)上，所述工作平台(2)上设有支架(4)、支柱(6)，所述支柱(6)上设有升降马达(10)，黏度传感器(9)与温度传感器(5)设于连接螺杆(8)上下两端，外面设有保护架(7)，所述连接螺杆(8)上设有转动马达(12)，所述黏度测定装置顶部设有水准气泡(11)，通过底部的水平调节螺钉(3)调节水平，所述黏度传感器(9)、温度传感器(5)、升降马达(10)、转动马达(12)与控制面板(15)电连；
所述控温试验箱由制冷装置、制冷剂循环装置、冷冻试验槽(21)等组成，所述制冷装置由压缩机(26)、冷凝器(23)、蒸发器(25)、风机(20)及管道等组成，其中，所述压缩机(26)通过管道和冷凝器(23)相连；所述冷凝器(23)通过管道和蒸发器(25)相连；所述蒸发器(25)通过管道和压缩机(26)相连；所述冷凝器(23)与蒸发器(25)均做成盘管的形式，且冷凝器(23)盘管安装在风机(20)后面；所述制冷剂循环装置由循环泵(27)、循环管道(24)等组成，所述循环泵(27)两端通过管道与冷冻试验槽(21)相连，且两端的管道部分做成盘管形式分别与冷凝器(23)和蒸发器(25)组合在一起；所述冷冻试验槽(21)用于放置并冷冻盛样筒中的试样，通过制冷剂循环装置使冷冻液循环对其进行降温，中间留有循环孔(22)。
2.一种测定液体融雪剂最低使用温度的试验方法，其特征在于，使用权利要求1所述的试验装置，按照以下步骤进行：
(1)试验准备
①根据喷洒要求确定液体融雪剂的最大黏度，并选择适宜的转子，将其安装到仪器上；
②接通电源并打开仪器开关，调节水准气泡居中，查看控温试验箱与黏度测试装置是否运转正常；
③配制融雪剂，并与盛样筒一起放入环境箱中将其预冷，预冷温度宜比试样冰点温度高7～8℃。
(2)测定
①将盛样筒置于冷冻试验槽中央，向冷冻试验槽中加入防冻液至浸没循环孔；
②把液体融雪剂试样小心倒入盛样筒中，直至液面将转子完全浸没；
③在控制系统操作面板上输入不影响融雪剂试样喷洒作业的最大黏度值F(mm2/s)，启动试验装置；
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融雪剂的最低使用温度以t计，数值以℃为单位，按以下公式计算：
t＝(t1+t2)/2
式中：
t-液体融雪剂的最低使用温度；
t1-第一次测定的最低使用温度；
t2-第二次测定的最低使用温度。
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