CN109030543A - 一种相变材料热物性测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种相变材料热物性测量方法，该方法包括：建立相变材料一维恒热流熔化过程理论分析模型，获取相变材料样品在恒定热流加热条件下的升温和熔化过程中的温度响应曲线，并利用理论分析模型计算得到相变材料的热物性质，热物性质包括：熔点、固相比热、液相比热、熔化潜热和热导率；本发明提供的测量方法具有装置简单、成本低的优点；测试速度快，一般10分钟左右即可完成测试；可以对宏观大样品进行测试，可以获得复合各向异性相变材料的宏观等效热物性；可以通过一次测量获得包括熔点、固相比热、液相比热、熔化潜热和热导率在内的多个重要热物性数据。
Description
技术领域
本发明涉及材料热物性测量领域，尤其涉及一种相变材料热物性测量方法。
背景技术
相变材料是一类在特定温度发生固液相变并吸收(或释放)大量相变潜热的材料，广泛应用于热能储存领域，以解决能量的供应与使用在时间上的不匹配问题，提升能源利用效率。比如，在太阳能热利用方面，相变材料可以将瞬时波动的太阳辐照部分储存起来，并以稳定的输出功率供给后续的使用，如发电、制冷、供给热水、热空气等。用电负荷在昼夜交替和四季循环中也会存在较大的波动，这对电网调度和电站运行都造成了不利影响。利用夜间低谷电制冷或制热并利用相变材料将冷量或热量储存起来以供给白天使用，可以有效缓解电网负载波动。此外，相变材料还在温度控制方面有着巨大的应用价值，如芯片冷却、智能恒温服装、室内温度调节等。
获取相变材料的热物性是其得以应用的重要前提。相变材料热物性主要包括密度、熔点、比热、潜热、热导率、粘度、热膨胀系数等。目前，相变材料的主要相变物性(包括熔点、潜热和比热)的测量一般采用DSC差分扫描量热仪，而热导率的测量则一般使用HotDisk系列热导率分析仪。这些仪器均是从国外进口，其价格十分昂贵。比如，瑞典的HotDisk TPS3500售价为80万，德国的NETZSCH DSC 200F3售价为35万。
尽管这些商用的热物性测量仪器已经拥有成熟的测试方法和较高的测量精度，但是仍然存在一些问题。在DSC测试中，为保证测量精度，只能使用微量测试样品，一般在1-30mg。然而，在实际使用中，相变材料的用量从几克到几公斤甚至几吨都有，微量样品的热物性有时并不能反映大量材料的宏观物性，特别是当相变材料中添加有宏观颗粒、高导热泡沫骨架或与其它相变材料复合时。
在Hot Disk热导率分析中，要求相变材料的热导率具有各向同性，而对宏观各向异性复合材料则无法精确获得其热导率。此外，对于每一种相变材料，均需要在两种仪器上分别进行测试，时间成本、人力成本和测试费用较高，特别是需要对大量样品进行测试的时候。
因此，亟需一种快速、高效的相变材料热物性测量方法。
发明内容
本发明实施例提供一种相变材料热物性测量方法，用以解决现有技术中设备需要进口、测试成本高、测量时间长、需要多个设备进行测量的问题，提供一种低成本、快速、高效的相变材料热物性测量方法。
本发明实施例提供一种相变材料热物性测量方法，包括：
S1，获取相变材料样品熔化过程中的温度响应曲线，所述相变材料样品熔化过程中的热量由加热片提供，所述加热片通过隔板为所述相变材料样品加热；
S2，根据所述温度响应曲线中的第一拐点温度、所述加热片的加热功率、所述加热片的横截面积、所述隔板的厚度和所述隔板的热导率，获取所述相变材料样品的熔点，所述第一拐点温度表示所述相变材料样品开始熔化时对应的温度测点所测得的温度；
和/或，根据所述相变材料样品熔化前和熔化后两个阶段的能量守恒公式，获取所述相变材料样品的固相比热和液相比热；
和/或，根据所述相变材料样品熔化中的能量守恒公式，获取所述相变材料样品的潜热吸热功率，并根据所述潜热吸热功率和所述相变材料样品的熔化时间，获取所述相变材料样品的熔化潜热；
和/或，根据所述相变材料样品熔化中的温度响应曲线，在已知所述相变材料样品潜热吸热功率和所述相变材料样品熔化潜热的前提下，获取所述相变材料样品的液相热导率。
本发明实施例提供的一种相变材料热物性测量方法，测试方法简单、成本低；测试速度快，一般10分钟左右即可完成测试；可以对宏观大样品进行测试，可以获得复合各向异性相变材料的宏观等效热物性；可以通过一次测量获得包括熔点、固相比热、液相比热、熔化潜热和热导率在内的多个重要热物性数据。
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一简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的技术方案。
图1为本发明实施例一种相变材料热物性测量方法的原理图；
图2为本发明实施例一种相变材料热物性测量方法的流程图；
图3为本发明实施例中一种相变材料样品在恒定加热热流条件下的升温和熔化过程的温度响应曲线。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。
本发明实施例需要先对相变材料样品进行加热升温并熔化，并对相变样品材料熔化过程中的温度进行监测，图1为本发明实施例一种相变材料热物性的测量方法的原理图，如图1所示，包括：加热片1、隔板2、测温点3、相变材料样品4、绝热层5。加热片1用以提供相变材料样品升温熔化所需的热量，一般使用恒定加热功率进行加热，隔板2用于将加热片1与相变材料样品隔开，隔板2底部加工有槽口以供布置热电偶进行测温，隔板2与加热片1之间涂抹热界面材料以减小两者之间的接触热阻，隔板2最好为导热性好的材料，比如铝、铜等金属材料，隔板2表面做防腐蚀处理以避免被测试样品腐蚀，例如用铝板做隔板时可以对铝板表面进行阳极氧化处理。绝热层5主要是防止测试模块对外漏热而对测量结果造成影响。
其中，绝热层5由三个部分组成：绝热底座、绝热侧框、绝热顶盖，三者由下至上组装起来并利用低导热的尼龙螺钉紧固；绝热层其中设计了镂空结构并填充棉花以实现更好的绝热效果。绝热层既可以起到绝热的作用，同时其形成的容器空间可以用来盛放相变材料样品。
本发明实施例对相变材料样品一维熔化过程的温度进行监测，通过建立相应的理论分析模型，得到其相关热物性数据。图2为本发明实施例一种相变材料热物性的测量方法的流程图，如图2所示，该方法包括：
S1，获取相变材料样品熔化过程中的温度响应曲线，所述相变材料样品熔化过程中的热量由加热片提供，所述加热片通过隔板为所述相变材料样品加热；
S2，根据所述温度响应曲线中的第一拐点温度、所述加热片的加热功率、所述加热片的横截面积、所述隔板的厚度和所述隔板的热导率，获取所述相变材料样品的熔点，所述第一拐点温度表示所述相变材料样品开始熔化时对应的温度测点所测得的温度；
和/或，根据所述相变材料样品熔化前和熔化后两个阶段的能量守恒公式，获取所述相变材料样品的固相比热和液相比热；
和/或，根据所述相变材料样品熔化中的能量守恒公式，获取所述相变材料样品的潜热吸热功率，并根据所述潜热吸热功率和所述相变材料样品的熔化时间，获取所述相变材料样品的熔化潜热；
和/或，根据所述相变材料样品熔化中的温度响应曲线，在已知所述相变材料样品潜热吸热功率和所述相变材料样品熔化潜热的前提下，获取所述相变材料样品的液相热导率。
首先获取相变材料样品熔化过程中的温度响应曲线，所谓的温度响应曲线就是指相变材料样品在升温和熔化过程中温度随时间的变化曲线，根据图1可知，相变材料样品加热过程中的热量是由加热片提供的，加热片与相变材料样品不是直接接触的，而是通过隔板间接对相变材料样品进行加热。
然后根据温度响应曲线中的第一拐点温度以及其它的一些物理参数，计算相变材料样品的热物性，相变材料样品的热物性包括相变材料样品的熔点、相变材料样品的液相比热、相变材料样品的固相比热、相变材料样品的熔化潜热和相变材料样品的液相热导率。
在计算时，可以把上述所有的热物性参数都计算出来，也可以计算其中的一个或几个，本发明实施例在此不做具体的限定。
如果要计算出相变材料样品的熔点，在上述实施例的基础上，具体地，根据所述温度响应曲线中的第一拐点温度、所述加热片的加热功率、所述加热片的横截面积、所述隔板的厚度和所述隔板的热导率，获取所述相变材料样品的熔点，具体公式如下：
其中，Tm表示所述相变材料样品的熔点，Trefl，1表示所述第一熔点温度，qhs表示所述加热片的加热功率，Ahs表示所述加热片的横截面积，Lsp表示所述隔板的厚度，ksp表示所述隔板的热导率。
其中，第一拐点温度表示相变材料样品开始熔化时对应的温度测点所测得的温度，图3为本发明实施例中一种相变材料样品在恒定加热热流条件下的升温和熔化过程的温度响应曲线，如图3所示，横坐标表示时间，纵坐标表示温度，该温度响应曲线表示相变材料样品熔化过程中的温度随时间的变化情况，t0～t1时间段内，该相变材料样品处于固态，随着不断的对相变材料样品进行加热，该相变材料样品开始熔化，开始熔化时对应的温度测点所测得的温度也就是图中的Trefl,1，Trefl,1也就是第一拐点温度，随着温度的继续升高，相变材料样品全部熔化，全部熔化时对应的温度测点所测得的温度为Trefl,2。
当需要计算相变材料样品的比热时，在上述实施例的基础上，优选地，根据所述相变材料样品熔化前和熔化后两个阶段的能量守恒公式，获取所述相变材料样品的固相比热和液相比热，具体公式如下：
所述相变材料样品熔化前的能量守恒公式为：
所述相变材料样品熔化后的能量守恒公式为：
其中，qhs表示所述加热片的加热功率，mhs表示所述加热片的质量，msp表示所述隔板的质量，mPCM表示所述相变材料样品的质量，cp,hs表示所述加热片的比热，cp,sp表示所述隔板的比热，cp,s,PCM表示所述相变材料样品的固相比热，cp,l,PCM表示所述相变材料样品的液相比热，表示所述相变材料样品熔化前的温升速率，表示所述相变材料样品熔化后的温升速率。
由公式(2)和公式(3)可以得到相变材料样品的固相比热和液相比热。
当需要计算相变材料样品的潜热吸热功率时，在上述实施例的基础上，具体地，根据所述相变材料样品熔化中的能量守恒公式，获取所述相变材料样品的潜热吸热功率，具体计算公式为：
所述相变材料样品熔化中的能量守恒公式为：
其中，qhs表示所述加热片的加热功率，mhs表示所述加热片的质量，msp表示所述隔板的质量，mPCM表示所述相变材料样品的质量，cp,hs表示所述加热片的比热，cp,sp表示所述隔板的比热，cp,l,PCM表示所述相变材料样品的液相比热，表示所述相变材料样品熔化中的温升速率，qm表示相变材料样品吸收的潜热吸收功率。
由公式(4)可以得到相变材料样品的潜热吸热功率。
当需要计算相变材料样品的熔化潜热时，在上述实施例的基础上，优选地，根据所述潜热吸热功率和所述相变材料样品的熔化时间，获取所述相变材料样品的熔化潜热，具体计算公式如下：
其中，t1表示所述第一温度拐点的时间，t2表示所述温度响应曲线的第二温度拐点的时间，ΔH表示所述相变材料样品的熔化潜热。
根据公式(5)可以计算出相变材料样品的熔化潜热。
相变材料样品的液相热导率必须在知道相变材料样品的潜热吸收功率之后计算得到，在上述实施例的基础上，优选地，计算出相变材料样品的潜热吸热功率后，还可以根据相变材料样品的潜热吸收功率，计算出相变材料样品的液相热导率，具体的计算公式为：
其中，表示所述相变材料样品熔化中的温升速率，qm表示相变材料样品吸收的潜热吸收功率，Ahs表示所述加热片的横截面积，ρl,PCM表示所述相变材料样品的液相密度，kl,PCM表示所述相变材料样品的液相热导率。
由公式(6)可以得到相变材料样品的液相热导率。
前面讲到，相变材料样品的液相热导率、相变材料样品的液相比热和固相比热、相变材料样品的熔化潜热可以同时计算得到，也可以根据实际需要计算出其中的一个或几个参数，当同时都获得这几个参数时，为了保证测量精度，若计算结果同时满足以下三个条件，则说明计算结果在预设的精度范围内。
三个条件为：
(1)测试过程中的瑞利数小于预设瑞利数，
(2)测试过程中的史提芬数小于预设史提芬数，
(3)所述加热片的热流密度小于临界热流密度，
其中，Ra表示所述测试过程中的瑞利数，Rac表示预设瑞利数，Ste表示所述测试过程中的史提芬数，Stec表示预设史提芬数，qc″表示所述临界热流密度，q″表示所述加热片的热流密度，g表示重力加速度，βPCM表示所述相变材料样品的热膨胀系数，cp,l,PCM表示所述相变材料样品的液相比热，ρl,PCM表示所述相变材料样品的液相密度，μPCM表示所述相变材料样品的液相粘度，LPCM表示所述相变材料样品的厚度，kl,PCM表示所述相变材料样品的液相热导率，ΔH表示所述相变材料样品的熔化潜热，ks,PCM表示所述相变材料样品的固相热导率，T0表示所述相变材料样品的初始温度。
本发明实施例中，Rac可以设定为2.72×104，Stec设定为0.2。
在测量之前，由于热物性质并不知道，上述三个参数(Ra、Ste、qc″)也无法提前获得。因此，需要事先根据相变材料样品种类对其热物性进行大致的估算，以设计合理的加热功率并选取合适的样品厚度。在测试完成之后，根据测得的结果重新对三个参数进行计算，满足临界条件即可认为测试结果可靠。否则，可以基于测得的结果再来设计合适的加热功率和样品厚度，重新进行测试。
在上述建模过程中，默认为绝热层结构可以实现完美的绝热，也就是说整个测试模块没有任何对外漏热损失。在实际测量中，要做到完美绝热几乎不可能，难免会有部分漏热，这会对测量结果带来一定的偏差。
因此，以上都是理论上的计算公式，考虑到实际测量过程中漏热的情况下，还包括：对相变材料熔化前、熔化中和熔化后三个阶段的能量守恒公式进行修正，利用修正后的能量守恒公式计算相变材料样品热物性参数。
这里，针对漏热情形，提出一种漏热修正模型。在前面的分析中，测试模块自身存在一个热容，也就是加热片热容和隔板热容之和mhscp,hs+mspcp,sp，这部分热容将吸收部分热量。为数学处理上的方便，这里将漏热损失也视为一个等效吸热热容Mloss，Mloss可以划分为两部分：加热片对外漏热和相变材料样品上表面对外漏热，记为Mloss，1，相变材料样品侧面对外漏热，记为Mloss，2。其中，Mloss，2可以近似认为式相变材料样品周围接触物的热容，可以通过周围接触物的质量乘以周围接触物的比热得到。Mloss，1则可以通过对测试模块进行无相变材料样品空载测试获得。
具体地，根据所述加热片的对外漏热和所述相变材料样品的对外漏热分别修正所述相变材料样品熔化前和熔化后的能量守恒公式，将修正后的所述相变材料样品熔化前的能量守恒公式重新作为所述相变材料样品熔化前的能量守恒公式，所述相变材料样品熔化前修正后的能量守恒公式为：
将修正后的所述相变材料样品熔化后的能量守恒公式重新作为所述相变材料样品熔化后的能量守恒公式，所述相变材料样品熔化后修正后的能量守恒公式为：
其中，qhs表示所述加热片的加热功率，mhs表示所述加热片的质量，msp表示所述隔板的质量，mPCM表示所述相变材料样品的质量，cp,hs表示所述加热片的比热，cp,sp表示所述隔板的比热，cp,s,PCM表示所述相变材料样品的固相比热，cp,l,PCM表示所述相变材料样品的液相比热，表示所述相变材料样品熔化前的温升速率，表示所述相变材料样品熔化后的温升速率，Mloss(θ)表示所述加热片对外漏热和所述相变材料样品对外漏热之和。
也可以利用公式(10)和公式(11)计算出相变材料样品固相比热和液相比热。
同理，利用修正后的熔化中的能量守恒公式计算相变材料样品的潜热吸热功率，具体地，根据所述加热片的对外漏热和所述相变材料样品的对外漏热修正所述相变材料样品熔化中的能量守恒公式，将修正后的所述相变材料样品熔化中的能量守恒公式重新作为所述相变材料样品熔化中的能量守恒公式，所述修正后的所述相变材料样品熔化中的能量守恒公式如下：
其中，qhs表示所述加热片的加热功率，mhs表示所述加热片的质量，msp表示所述隔板的质量，mPCM表示所述相变材料样品的质量，cp,hs表示所述加热片的比热，cp,sp表示所述隔板的比热，cp,l,PCM表示所述相变材料样品的液相比热，表示所述相变材料样品熔化中的温升速率，qm表示相变材料样品吸收的潜热吸收功率，Mloss(θ)表示所述加热片对外漏热和所述相变材料样品对外漏热之和。
Mloss(θ)可以划分为两部分：加热片对外漏热和相变材料样品上表面对外漏热，加热片对外漏热记为Mloss，1(θ)；相变材料样品侧面对外漏热记为Mloss，2(θ)，Mloss，2(θ)可以近似认为式相变材料样品周围接触物的热容，Mloss，1(θ)则可以通过对测试模块进行无相变材料样品空载测试获得。
假定本发明实施例中的测试模块初始时处于稳定温度T0，监测点温度相对于初始温度的差值记为θ，θ＝T-T0。显然，Mloss,1是随θ的变化而变化记为Mloss，1(θ)。对测试模块空载测试，其温度变化可以表示为：
其中，qhs表示所述加热片的加热功率，mhs表示所述加热片的质量，cp,hs表示所述加热片的比热，msp表示所述隔板的质量，cp,sp表示所述隔板的比热，Mloss，1(θ)表示所述相变材料样品对外漏热。
本发明实施例提供的一种相变材料热物性的测量方法，测试方法简单、成本低；测试速度快，一般10分钟左右即可完成测试；可以对宏观大样品进行测试，可以获得复合各向异性相变材料的宏观等效热物性；可以通过一次测量获得包括熔点、固相比热、液相比热、潜热和热导率在内的多个重要热物性数据。
为了验证本发明实施例一种相变材料热物性的测量方法的准确性和有效性，选择一种低熔点金属相变材料样品—镓为例来进行说明，样品质量为80g，体积为13.13mL。加热片加热功率设定为13W。
测量时，绝热层由低导热的聚四氟乙烯加工而成，加热片使用的是用陶瓷加热片，隔板用铝板制成，聚四氟乙烯、陶瓷和铝的热物性如表1所示：
表1
先对测试模块进行空载测试，利用公式(13)获得其空载等效漏热热容Mloss,1(θ)，相变材料样品对绝热侧框结构的漏热热容Mloss,2(θ)用接触部分的聚四氟乙烯热容来计算。测量模块的等效漏热热容为：
Mloss(θ)＝Mloss，1(θ)+Mloss，2(θ)， (14)
将相变材料样品加入测量模块中，在给定的恒定的加热功率下加热熔化样品，并得到监测点的监测温度，利用公式(1)至公式(6)即可计算得到相变材料样品的熔点、固相比热、液相比热、熔化潜热和热导率。
测试完成之后，利用获得的热物性数据来验算测试限制条件，即式公式(6)到公式(9)，发现均满足条件，测试结果可靠。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种相变材料热物性测量方法，其特征在于，包括：
S1，获取相变材料样品在恒定热流加热条件下的升温和熔化过程中的温度响应曲线，所述相变材料样品熔化过程中的热量由加热片提供，所述加热片通过隔板为所述相变材料样品加热；
S2，根据所述温度响应曲线中的第一拐点温度、所述加热片的加热功率、所述加热片的横截面积、所述隔板的厚度和所述隔板的热导率，获取所述相变材料样品的熔点，所述第一拐点温度表示所述相变材料样品开始熔化时对应的温度测点所测得的温度；
和/或，根据所述相变材料样品熔化前和熔化后两个阶段的能量守恒公式，获取所述相变材料样品的固相比热和液相比热；
和/或，根据所述相变材料样品熔化中的能量守恒公式，获取所述相变材料样品的潜热吸热功率，并根据所述潜热吸热功率和所述相变材料样品的熔化时间，获取所述相变材料样品的熔化潜热；
和/或，根据所述相变材料样品熔化中的温度响应曲线，在已知所述相变材料样品潜热吸热功率和所述相变材料样品熔化潜热的前提下，获取所述相变材料样品的液相热导率。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，当获取到所述相变材料样品的潜热吸热功率并计算得到其熔化潜热后，根据如下公式获取所述相变材料样品的液相热导率：
其中，表示所述相变材料样品熔化中的温升速率，qm表示相变材料样品吸收的潜热吸收功率，Ahs表示所述加热片的横截面积，ρl,PCM表示所述相变材料样品的液相密度，kl,PCM表示所述相变材料样品的液相热导率，ΔH表示所述相变材料样品的熔化潜热。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，当获取所述相变材料样品的熔点时，所述根据所述温度响应曲线中的第一拐点温度、所述加热片的加热功率、所述加热片的横截面积、所述隔板的厚度和所述隔板的热导率，获取所述相变材料样品的熔点，具体公式如下：
其中，Tm表示所述相变材料样品的熔点，Trefl，1表示所述第一拐点温度，qhs表示所述加热片的加热功率，Ahs表示所述加热片的横截面积，Lsp表示所述隔板的厚度，ksp表示所述隔板的热导率。
4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，当获取所述相变材料样品的比热时，所述根据所述相变材料样品熔化前和熔化后两个阶段的能量守恒公式，获取所述相变材料样品的固相比热和液相比热，具体公式如下：
所述相变材料样品熔化前的能量守恒公式为：
所述相变材料样品熔化后的能量守恒公式为：
其中，qhs表示所述加热片的加热功率，mhs表示所述加热片的质量，msp表示所述隔板的质量，mPCM表示所述相变材料样品的质量，cp,hs表示所述加热片的比热，cp,sp表示所述隔板的比热，cp,s,PCM表示所述相变材料样品的固相比热，cp,l,PCM表示所述相变材料样品的液相比热，表示所述相变材料样品熔化前的温升速率，表示所述相变材料样品熔化后的温升速率。
5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，当获取所述相变材料样品的潜热吸热功率时，所述根据所述相变材料样品熔化中的能量守恒公式，获取所述相变材料样品的潜热吸热功率，具体计算公式为：
所述相变材料样品熔化中的能量守恒公式为：
其中，qhs表示所述加热片的加热功率，mhs表示所述加热片的质量，msp表示所述隔板的质量，mPCM表示所述相变材料样品的质量，cp,hs表示所述加热片的比热，cp,sp表示所述隔板的比热，cp,l,PCM表示所述相变材料样品的液相比热，表示所述相变材料样品熔化中的温升速率，qm表示相变材料样品吸收的潜热吸收功率。
6.根据权利要求5所述方法，其特征在于，所述根据所述潜热吸热功率和所述相变材料样品的熔化时间，获取所述相变材料样品的熔化潜热，具体计算公式如下：
其中，t1表示所述第一温度拐点的时间，t2表示所述温度响应曲线的第二温度拐点的时间，ΔH表示所述相变材料样品的熔化潜热。
7.根据权利要求1所述方法，其特征在于，当同时获取到热物性参数时，若所述热物性参数同时满足以下三个条件，则所述热物性参数在预设精度范围内，所述热物性参数包括所述相变材料样品的液相热导率、所述相变材料样品的液相比热和固相比热、所述相变材料样品熔点和熔化潜热，所述三个条件如下：
(1)测试过程中的瑞利数小于预设瑞利数，
(2)测试过程中的史提芬数小于预设史提芬数，
(3)所述加热片的热流密度小于临界热流密度，
其中，Ra表示所述测试过程中的瑞利数，Rac表示预设瑞利数，Ste表示所述测试过程中的史提芬数，Stec表示预设史提芬数，q″c表示所述临界热流密度，q″表示所述加热片的热流密度，g表示重力加速度，βPCM表示所述相变材料样品的热膨胀系数，cp,l,PCM表示所述相变材料样品的液相比热，ρl,PCM表示所述相变材料样品的液相密度，μPCM表示所述相变材料样品的液相粘度，LPCM表示所述相变材料样品的厚度，kl,PCM表示所述相变材料样品的液相热导率，ΔH表示所述相变材料样品的熔化潜热，ks,PCM表示所述相变材料样品的固相热导率，T0表示所述相变材料样品的初始温度，Tm表示所述相变材料样品的熔点。
8.根据权利要求1所述方法，其特征在于，当获取所述相变材料样品的比热时，根据所述加热片的对外漏热和所述相变材料样品的对外漏热分别修正所述相变材料样品熔化前和熔化后的能量守恒公式，将修正后的所述相变材料样品熔化前的能量守恒公式重新作为所述相变材料样品熔化前的能量守恒公式，所述相变材料样品熔化前修正后的能量守恒公式为：
将修正后的所述相变材料样品熔化后的能量守恒公式重新作为所述相变材料样品熔化后的能量守恒公式，所述相变材料样品熔化后修正后的能量守恒公式为：
其中，qhs表示所述加热片的加热功率，mhs表示所述加热片的质量，msp表示所述隔板的质量，mPCM表示所述相变材料样品的质量，cp,hs表示所述加热片的比热，cp,sp表示所述隔板的比热，cp,s,PCM表示所述相变材料样品的固相比热，cp,l,PCM表示所述相变材料样品的液相比热，表示所述相变材料样品熔化前的温升速率，表示所述相变材料样品熔化后的温升速率，Mloss(θ)表示所述加热片对外漏热和所述相变材料样品对外漏热之和。
9.根据权利要求1所述方法，其特征在于，当获取所述相变材料样品的潜热吸热功率时，步骤S2之前还包括，根据所述加热片的对外漏热和所述相变材料样品的对外漏热修正所述相变材料样品熔化中的能量守恒公式，将修正后的所述相变材料样品熔化中的能量守恒公式重新作为所述相变材料样品熔化中的能量守恒公式，所述修正后的所述相变材料样品熔化中的能量守恒公式如下：
其中，qhs表示所述加热片的加热功率，mhs表示所述加热片的质量，msp表示所述隔板的质量，mPCM表示所述相变材料样品的质量，cp,hs表示所述加热片的比热，cp,sp表示所述隔板的比热，cp,l,PCM表示所述相变材料样品的液相比热，表示所述相变材料样品熔化中的温升速率，qm表示相变材料样品吸收的潜热吸收功率，Mloss(θ)表示所述加热片对外漏热和所述相变材料样品对外漏热之和。
10.根据权利要求9所述方法，其特征在于，所述加热片和所述相变材料样品对外漏热具体根据如下公式获得：
Mloss(θ)＝Mloss,1(θ)+Mloss,2，
其中，Mloss,2为所述相变材料样品对临近结构材料的漏热等效热容，Mloss,1(θ)通过空载测试获得，即由不添加所述相变材料样品时的温度响应曲线获得，具体公式为：
其中，qhs表示所述加热片的加热功率，mhs表示所述加热片的质量，cp,hs表示所述加热片的比热，msp表示所述隔板的质量，cp,sp表示所述隔板的比热，Mloss，1(θ)表示所述相变材料样品对外漏热。
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