CN108693208B - 一种新型材料换热性能测试装置 - Google Patents

Abstract

本方案通过将新型材料作为检测装置的换热壁面，设置于蓄水槽的上槽和下槽之间，再通过测温装置测得下槽液体温度，由上槽和下槽内的液体的温度差，计算得到待检测材料的热量值。同样，将普通材料作为对比装置的换热壁面，对比装置其他结构和参数与检测装置相同，计算得到普通材料的热量值。该新型材料换热性能测试装置的操作简单、容易实现、准确性高，便于进行现场测试，并且能够根据检测装置和对比装置测试数据的对比，判断新型材料的换热性能。

Description

一种新型材料换热性能测试装置

技术领域

本发明涉及新型材料测试装置技术领域，具体的说，是涉及一种新型材料换热性能测试装置。

背景技术

随着社会经济的快速发展，人们生活水平不断提高，集中式中央空调系统以其占用空间小，投资成本低，便于管理和维护等优点，已得到了普遍应用，特别是在工厂、酒店、读书馆、商场大型建筑。由于集中式中央空调需要长距离将冷冻水输送到相应的风机盘管处，由于保温效果不佳而会造成冷负荷严重损失。冷负荷的损失不仅会造成能耗的增加，也会在一定程度上影响室内的舒适度。传统的保温方法主要是在冷冻水管外壁包裹保温材料，这种方法仍然会有大量冷负荷传出冷冻水管，不论在能耗还是舒适度上都不能满足我们对节能高品质生活的追求。目前，研发人员极力投身于开发新型材料并对开发的新型材料进行换热性能检验。

因此，如何提供一种装置可对新型材料进行换热性能进行实验测试，同时该装置操作简单、容易实现、准确性好，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种新型材料换热性能测试装置，可对新型材料进行换热性能进行实验测试，同时该装置操作简单、容易实现、准确性高。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种新型材料换热性能测试装置，用于新型材料的换热性能测试，其特征在于，包括：

间壁式换热装置，所述间壁式换热装置包括蓄水槽以及设置于所述蓄水槽外表面的保温材料，所述蓄水槽包括上槽、下槽以及设置于所述上槽和所述下槽之间的待检测材料，所述上槽通入恒温液体，所述下槽通入待测液体；

用于检测所述下槽待测液体温度的测温装置；

其中，所述新型材料换热性能测试装置包括两个分别用于检测所述新型材料以及与所述新型材料对比的普通材料的检测装置和对比装置，所述检测装置的待检测材料为所述新型材料，所述对比装置的待检测材料为所述普通材料。

优选地，在上述新型材料换热性能测试装置中，还包括用于循环提供所述恒温液体的恒温水浴锅。

优选地，在上述新型材料换热性能测试装置中，还包括连通所述恒温水浴锅和所述上槽的保温水管。

优选地，在上述新型材料换热性能测试装置中，还包括设置在所述保温水管上的水泵和流量计。

优选地，在上述新型材料换热性能测试装置中，所述恒温水浴锅内设置有搅拌子。

优选地，在上述新型材料换热性能测试装置中，所述测温装置为多个热电偶，所述新型材料换热性能测试装置还包括连接多个所述热电偶的多通道温度测试仪。

优选地，在上述新型材料换热性能测试装置中，所述蓄水槽上设置有连通所述下槽且为透明材质的注水口。

优选地，在上述新型材料换热性能测试装置中，所述保温材料为保温棉。

优选地，在上述新型材料换热性能测试装置中，所述待检测材料与所述蓄水槽内壁的连接处设置有用于密封的防水胶带。

优选地，在上述新型材料换热性能测试装置中，所述新型材料为纳米微孔铝板，所述普通材料为普通铝板。

经由上述的技术方案可知，本方案通过将新型材料作为检测装置的换热壁面，设置于蓄水槽的上槽和下槽之间，再通过测温装置测得下槽液体温度，由上槽和下槽内的液体的温度差，计算得到待检测材料的热量值。同样，将普通材料作为对比装置的换热壁面，对比装置其他结构和参数与检测装置相同，计算得到普通材料的热量值。该新型材料换热性能测试装置的操作简单、容易实现、准确性高，便于进行现场测试，并且能够根据检测装置和对比装置测试数据的对比，判断新型材料的换热性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的新型材料换热性能测试装置的结构示意图。

图中：1-注水口；2-保温水管；3-保温材料；4-蓄水槽；5-新型材料；6-待测液体；7-测温装置；8-水泵；9-流量计；10-恒温水浴锅；11-搅拌子；12-恒温液体；13-多通道温度测量仪；14-普通材料。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种新型材料换热性能测试装置，可对新型材料进行换热性能进行实验测试，同时该装置操作简单、容易实现、准确性高。

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。

如图1所示，本发明公开了一种新型材料换热性能测试装置，用于新型材料5的换热性能测试，包括间壁式换热装置以及测温装置7，其中，间壁式换热装置包括蓄水槽4、保温材料设置于蓄水槽4外表面，蓄水槽4包括上槽、下槽以及设置于上槽和下槽之间的待检测材料，上槽通入恒温液体12，下槽通入待测液体6，测温装置7用于检测下槽待测液体温度。新型材料换热性能测试装置包括两个分别用于检测新型材料5以及与新型材料对比的普通材料14的检测装置和对比装置，检测装置的待检测材料为新型材料5，对比装置的待检测材料为普通材料14。

本方案通过将新型材料5作为检测装置的换热壁面，设置于蓄水槽的上槽和下槽之间，再通过测温装置测得下槽液体温度，由上槽和下槽内的液体的温度差，计算得到待检测材料的热量值。同样，将普通材料14作为对比装置的换热壁面，对比装置其他结构和参数与检测装置相同，计算得到普通材料的热量值。该新型材料换热性能测试装置的操作简单、容易实现、准确性高，便于进行现场测试，并且能够根据检测装置和对比装置测试数据的对比，判断新型材料的换热性能。

具体地，蓄水槽由有机玻璃制成。

为了减少热量损失，保温材料可以为保温棉。蓄水槽外表面覆盖有20mm保温棉，可防止蓄水槽4向四周散热，提高了吸热量计算的精确度。保温棉可选用低导热系数的保温棉，可有效减少蓄水槽的散热，提高待检测材料导热性能测试的精度。

本方案还包括用于循环提供恒温液体12的恒温水浴锅10。恒温水浴锅10可保证流经待检测材料表面的水温始终一致。

本方案还包括连通恒温水浴锅10和上槽的保温水管2，以及设置在保温水管2上的水泵8和流量计9。水泵8可以调节不同流量，进而测量流量大小对待检测材料导热性能的影响。保温水管2可以有效减少液体的沿程热损失，保证测试装置和对比装置进水口处液体温度一致。

具体地，在一种具体实施方式中，恒温液体12温度大于待测液体6，上述新型材料换热性能测试装置的工作原理是：

恒温水浴锅10用来提供温度恒定的恒温液体12，待检测材料吸收恒温液体12的热量传递给待测液体6，由于蓄水槽4外表面采用了保温棉进行保温，可忽略蓄水槽向四周散热。蓄水槽通过下槽的注水口灌满待测液体6，保证待检测材料与待测液体6完全接触，且用防水胶带密封，保证了导热面积即为测试铝板面积。因此，待检测材料传递的热量可近似认为全部由待测液体6吸收；由于蓄水槽深度小，保证了待检测材料向待测液体6传递热量的均匀性，即温度测点处温度能够准确表达容器中全部液体温度，由公式：Q＝mcΔt即可算出待检测材料传递的热量值Q。通过调节水泵8可获得不同大小的流量，通过调节恒温水浴锅10可获得不同温度大小的恒温液体12，即可在多种工况下分析待检测材料的导热性能。

其中，恒温水浴锅10内设置有搅拌子11，恒温水浴锅10加上搅拌子11后可以提高恒温液体的温度精度。

本方案将检测装置和对比装置的上槽并联于恒温水浴锅10中，减少了热损误差。

特别的，测温装置7为热电偶，热电偶的数量可为一个或多个。

当具有多个热电偶，可均匀设置于下槽中。设置热电偶能够直接测量出蓄水槽中水温的变化，根据前后温度差可以计算出水的蓄热量。本方案公开的新型材料换热性能测试装置还包括连接多个热电偶的多通道温度测试仪13，通过多通道温度监测仪测量出待测液体温度变化。

蓄水槽4上设置有连通下槽且为透明材质的注水口1，注水口1便于观察下槽中的液位，可以保证下槽中的待测液体与待检测材料充分接触。

优选地，待检测材料与蓄水槽4内壁的连接处设置有用于密封的防水胶带。

本方案中的新型材料5为纳米微孔铝板，普通材料14为普通铝板。新型材料为纳米微孔铝板，且用表面活性剂修饰。修饰的目的是降低铝板的表面能，使表面生成微纳米孔径的铝板由亲水型铝板变为超疏水型铝板，具有较高的接触角，从而降低水与纳米微孔铝板的接触面积，减少了热传导和沿程摩擦阻力。

本实施例提供的一种新型材料换热性能测试装置，包括保温水管2，保温材料3，蓄水槽4，待检测材料，水泵8，流量计9，恒温水浴锅10，搅拌子11和多通道温度测试仪13。检测装置的待检测材料为新型材料5，即测试铝板。保温材料3为保温棉。保温水管2为PPR管，直径为25mm，外面同样包裹着保温棉。保温棉厚度为20mm，导热系数在0.04-0.2W/(m·k)。蓄水槽4由厚度为2mm的有机玻璃制成，分为上槽和下槽，上槽容积为500*40*40mm，下槽容积为500*40*20mm，外面包裹着保温棉，下槽通过注水口1灌满水，观察水位。测试铝板由厚度为2mm，纯度为99.9％的铝板经过除油污、碱洗、电化学抛光、阳极氧化、表面活性剂修饰等一系列过程制备而成，表面接触角为171°，并设普通材料14为普通铝板作为对比装置，尺寸均为500*40mm，分别将上、下水槽隔开，并用防水胶带密封。水泵8可以调节不同流量。恒温水浴锅10可保证流经测试铝板表面的水温始终一致。搅拌子11用于保证恒温水浴锅10中水温的均匀性，以提高其恒温的精度。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种新型材料换热性能测试装置，用于新型材料(5)的换热性能测试，其特征在于，包括：

间壁式换热装置，所述间壁式换热装置包括蓄水槽(4)以及设置于所述蓄水槽(4)外表面的保温材料(3)，所述蓄水槽(4)包括上槽、下槽以及设置于所述上槽和所述下槽之间的待检测材料，所述上槽通入恒温液体(12)，所述下槽通入待测液体(6)，所述蓄水槽(4)上设置有连通所述下槽且为透明材质的注水口(1)；

用于检测所述下槽待测液体温度的测温装置(7)，所述测温装置(7)为多个热电偶，所述新型材料换热性能测试装置还包括连接多个所述热电偶的多通道温度测试仪(13)；

用于循环提供所述恒温液体(12)的恒温水浴锅(10)；

连通所述恒温水浴锅(10)和所述上槽的保温水管(2)；

设置在所述保温水管(2)上的水泵(8)和流量计(9)；

其中，所述新型材料换热性能测试装置包括分别用于检测所述新型材料(5)以及用于与所述新型材料对比的普通材料(14)的检测装置和对比装置，所述检测装置和所述对比装置均为所述间壁式换热装置，所述检测装置的待检测材料为所述新型材料(5)，所述对比装置的待检测材料为所述普通材料(14)。

2.根据权利要求1所述的新型材料换热性能测试装置，其特征在于，所述恒温水浴锅(10)内设置有搅拌子(11)。

3.根据权利要求1所述的新型材料换热性能测试装置，其特征在于，所述保温材料(3)为保温棉。

4.根据权利要求1所述的新型材料换热性能测试装置，其特征在于，所述待检测材料与所述蓄水槽(4)内壁的连接处设置有用于密封的防水胶带。

5.根据权利要求1所述的新型材料换热性能测试装置，其特征在于，所述新型材料(5)为纳米微孔铝板，所述普通材料(14)为普通铝板。

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