CN114441586B - 一种可精确测量相变材料高压体积变化率的实验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可精确测量相变材料高压体积变化率的实验装置，包括相变材料排气系统、相变换热系统、位移监测系统、压力调控系统和温控系统。相变材料排气系统包括真空泵和真空罐；相变换热系统是盛放待测相变材料的部件；位移测量系统主要包括活塞杆和激光位移传感器；压力调控系统主要包括压力表、溢流阀、高压油腔、高压油泵和高压油储罐；温控系统主要包括恒温水箱、电加热器、压缩制冷机和PID温控器。本发明通过高压油腔与溢流阀的配合使用实现稳定压力控制，进而实现相变材料的定压相变过程，同时对体积变化率的测量完全消除了高压油体积随压力变化而带来的测量误差，最终完成相变材料在不同压力下体积变化率的精确测量。

Description

一种可精确测量相变材料高压体积变化率的实验装置

技术领域

本发明涉及一种储热及能量转化系统，尤其涉及一种可精确测量相变材料在不同压力下体积变化率的实验装置。

背景技术

随着化石能源的大量消耗与碳排放的不断增加，包括太阳能、风能、海洋温差能、潮汐能在内的可再生能源收到了越来越多的关注。可再生能源具有储量巨大、清洁无污染、可循环使用等优点，因此实现新能源的有效的收集、转化、储存与利用，不仅可以降低对传统能源的依赖度，还可以实现能源的可持续发展。相变材料(PCM)是指在吸热或放热情况下能改变状态并能吸收或提供潜热的物质，相变材料的转变物理性质的过程称为相变过程。相变材料具有相变潜热值高、化学稳定性好、热稳定性好、低腐蚀、廉价易得等优点，在储能领域得到了广泛的应用。同时，以有机类相变材料为代表的部分相变材料在发生固-液相变是可产生较为明显的体积形变，因此利用相变材料的相变膨胀可以使热能转换为机械能，从而相变材料在海洋温差能等能量形式的直接利用领域也具有极高的应用价值。

相变材料在实际应用中，一般封装在换热设备内或与其他材料直接混合。当相变材料用于储能时，研究者往往更关注与相变材料的热力学性能，但相变过程中体积变化率可能会产生较大的形状与应力变化，对封装造成破坏产生泄露，从而影响相变材料存储装置及整个储热系统的耐久性和长期稳定性。当相变材料用于能量转化(热能转化为机械能)时，越大的体积变化率会带来更大的材料形变，从而提高能量转化效率。因此，测量相变材料的体积变化率等数据对相变材料的使用与储能、用能系统的设计具有重要的意义。同时，相变材料在膨胀会提高自身压力，而压力对影响相变材料的体积变化率具有明显的影响。因此，只有获得不同压力下相变材料的体积变化率才能更精确地发挥相变材料性能，保证系统长久、高效运行。

当前，对常压下的相变材料的固-液相变体积变化率和热膨胀率测定可由已实现工业化生产的热膨胀系数测试仪完成，常规的热膨胀系数测试仪测量温度范围覆盖面广，测量对象可以是固态、液态、粉末状态或胶体状态。其基本原理是利用激光位移传感器直接测量材料自身的体积变化，具有高精度、重复性和准确性等优点，但该原理的热膨胀系数测试仪往往不可承压。而对于高压状态下的相变材料的固-液相变体积变化率的测定更多采用排液法，即利用自身相变材料自身的膨胀排出一定体积的中间液体介质，液体介质既维持相变发生设备的压力稳定，也可以通过自身得排(吸)液量间接测量相变材料体积变化率，但压力的变化会造成液体介质自身的体积变化，导致该测量方法的测量具有较大的误差。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供一种可精确测量相变材料高压体积变化率的实验装置与方法，综合了上述两类热膨胀系数测试仪的特点，研究完成了可精确测量相变材料的高压相变体积变化率的测定装置。该测定装置可借助换热器前真空腔排尽相变材料内溶解的气体，同时通过测量活塞杆的位移，直接测量相变换热器的体积变化；而换热器后的高压活塞与高压油腔，可维持相变换热器内稳定的压力。设计的测量装置压力测量范围可从常压至22MPa，测量温度范围可从0℃至100℃，且具有覆盖范围广、测量精度高，可重复性好等优点。

本发明的主要目的是为了解决现有的常规材料体积变化率测定实验装置无法进行高压测定，而可用于解决高压的体积变化率测定装置测量误差大、精度低等问题，提供了一种可使用高压相变材料相变体积变化率测定的实验装置与方法。

为解决上述问题，本发明提供一种可精确测量相变材料高压体积变化率的实验装置，包括台架、相变材料排气系统、相变换热系统、位移监测系统、压力调控系统和温控系统；

所述相变材料排气系统包括真空罐，所述真空罐的顶盖上设有压力表、出气口和进气口，所述出气口通过真空导管连接至真空泵，所述真空导管上设有第一球阀；所述相变换热系统包括相变换热器，所述相变换热器包括相变材料腔和设置在相变材料腔外侧的圆筒形波纹板式结构，所述相变材料腔一端的端盖上设有排气口和相变材料灌装口，所述排气口通过排气管道连接至所述真空罐的进气口，所述排气管道上设有第二球阀，所述相变材料灌装口处设有第三球阀；所述位移测量系统包括气缸和活塞杆，所述气缸与所述相变换热器同轴的固定在所述台架的底座上，所述活塞杆上设有激光位移传感器和两个定位销，所述活塞杆的两端设有分别装配在所述气缸和所述相变换热器内的第一活塞和第二活塞，所述气缸一端的端盖上设有高压油进口；所述相变换热器在面对所述激光位移传感器的端面上安装有反光片，所述激光位移传感器将测量数据传送至计算机；所述压力调控系统包括与高压储油罐相连的高压油泵和与所述高压油进口相连的高压油管，所述高压油管上、自所述高压油进口至所述高压油泵依次设有压力变送器和第一蝶阀，在所述高压油管上位于所述压力变送器和第一蝶阀之间连接出一支路，所述支路上设有第二蝶阀和溢流阀，所述溢流阀的溢流口连接至所述高压储油罐；所述温控系统包括恒温水箱，所述恒温水箱设有与PID温控器连接的电加热器和压缩制冷机，所述恒温水箱内设有进水口和出水口，所述进水口通过进水管连接至所述圆筒形波纹板式结构的进水口，所述出水口通过出水管连接至所述圆筒形波纹板式结构的出水口；所述进水管上在所述恒温水箱至所述圆筒形波纹板式结构依次设有第一阀门和循环水泵，所述出水管上设有第二阀门。

进一步讲，本发明所述的实验装置，其中：

所述相变换热器内、在所述第一活塞与相变材料灌装口所在的端盖之间形成的空间为所述的相变材料腔；所述气缸内、在所述第二活塞与所述高压油进口所在的一侧端盖之间形成的空间为高压油腔。

所述相变材料腔内灌装有相变材料；所述圆筒形波纹板式结构内通入有来自于所述恒温水箱的纯净水。

所述激光位移传感器布置在所述活塞杆长度方向的中心位置处。

所述圆筒形波纹板式结构外包围有保温棉。

所述第一活塞和第二活塞上均设有石墨环。

所述排气管道上的最高点高于所述相变换热器的顶端位置。

所述激光位移传感器的发射光线与所述反光片垂直。

所述相变换热器、活塞杆和高压油腔为同轴设置；所述相变换热器与所述气缸之间的距离与所述活塞杆上两个定位销之间的距离相等。

所述高压储油罐内的高压油采用10号航空液压油；所述相变换热器内灌装的相变材料为相变温度在0～100℃之间的有机类、无机类或复合类液固-相变材料。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明实验装置是通过测量活塞的位移距离计算换热器内相变材料在凝固或融化时的体积变化率，同时活塞的另一端可通过高压油腔施加固定的压力，并通过高压油腔与溢流阀的配合实现稳定压力控制，进而实现相变材料的定压相变过程，同时对体积变化率的测量完全消除了高压油体积随压力变化而带来的测量误差，最终完成相变材料在不同压力下体积变化率的精确测量。

附图说明

图1是本发明实验装置的结构示意简图；

图中：

11-真空罐 12-压力表 13-真空泵

14-第一球阀 15-第二球阀 20-相变换热器

21-圆筒形波纹板式结构 22-端盖 23-保温棉

24-第三球阀 25-相变材料腔 31-活塞杆

321-第一活塞 322-第二活塞 331-第一定位销

332-第二定位销 34-石墨环 35-激光位移传感器

40-气缸 41-高压油腔 42-压力变送器

43-第二蝶阀 44-第一蝶阀 45-溢流阀

46-高压油泵 47-高压储油罐 50-恒温水箱

51-PID温控器 52-压缩制冷机 53-电加热器

54-循环水泵 55-第一阀门 56-第二阀门

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明，但下述实施例绝非对本发明有任何限制。

如图1所示，本发明提出的一种可精确测量相变材料高压体积变化率的实验装置，包括台架、相变材料排气系统、相变换热系统、位移监测系统、压力调控系统和温控系统。

所述相变材料排气系统包括真空罐11，所述真空罐11的顶盖上设有压力表12、出气口和进气口，所述出气口通过真空导管连接至真空泵13，所述真空导管上设有第一球阀14。

所述相变换热系统包括相变换热器20，所述相变换热器20包括相变材料腔25和设置在相变材料腔25外侧的圆筒形波纹板式结构21，所述相变材料腔25一端的端盖22上设有排气口和相变材料灌装口，所述排气口通过排气管道连接至所述真空罐11的进气口，所述排气管道上的最高点高于所述相变换热器20的顶端位置，避免相变换热器20内的相变材料因重力倒流入真空罐11。所述排气管道上设有第二球阀15，所述相变材料灌装口处设有第三球阀24；所述圆筒形波纹板式结构21外包围有保温棉23，保证相变换热器20与外界绝热。

所述位移测量系统包括气缸30和活塞杆31，所述气缸30与所述相变换热器20同轴的固定在所述台架的底座上，所述活塞杆31上设有激光位移传感器35和两个定位销，所述活塞杆31的两端设有分别装配在所述气缸30和所述相变换热器20内的第一活塞321和第二活塞322，所述第一活塞321和第二活塞322上均设有石墨环34。所述相变换热器20内、在所述第一活塞321与相变材料灌装口所在的端盖22之间形成的空间为所述的相变材料腔25；所述气缸30一端的端盖36上设有高压油进口，在所述第二活塞322与所述高压油进口所在的一侧端盖之间形成的空间为高压油腔41；所述相变换热器20、活塞杆31和高压油腔41为同轴设置；所述相变换热器20与所述气缸30之间的距离与所述活塞杆31上两个定位销(331，332)的间距，这样才能保证定位销有效，即两个定位销(331，332)插装上后，活塞杆31既不左移，也不右移。所述激光位移传感器35布置在所述活塞杆31长度方向的中心位置处，所述相变换热器20在面对所述激光位移传感器35的端面上安装有反光片，所述激光位移传感器35的发射光线与所述反光片垂直，所述激光位移传感器35将测量数据传送至计算机；

所述压力调控系统包括与高压储油罐47相连的高压油泵46和与所述高压油进口相连的高压油管，所述高压油管上、自所述高压油进口至所述高压油泵46依次设有压力变送器42和第一蝶阀44，在所述高压油管上位于所述压力变送器42和第一蝶阀44之间连接出一支路，所述支路上设有第二蝶阀43和溢流阀45，所述溢流阀45的溢流口连接至所述高压储油罐47；

所述温控系统包括恒温水箱50，所述恒温水箱50设有与PID温控器51连接的电加热器53和压缩制冷机52，所述恒温水箱50内设有进水口和出水口，所述进水口通过进水管连接至所述圆筒形波纹板式结构22的进水口，所述出水口通过出水管连接至所述圆筒形波纹板式结构22的出水口；所述进水管上在所述恒温水箱50至所述圆筒形波纹板式结构22依次设有第一阀门55和循环水泵54，所述出水管上设有第二阀门56。

本发明中，所述相变换热器20的相变材料腔25内灌装有一定量的待测的相变材料，本发明中的相变材料优选为相变温度在0～100℃之间的有机类、无机类或复合类液固-相变材料。所述相变换热器20外侧的圆筒形波纹板式结构21内通入有来自于所述恒温水箱50的纯净水。测定开始之前，运行真空泵13，接通相变材料排气系统，多次变换恒温水箱50中的水温，使待测相变材料发生多次相变的同时排尽相变材料内溶解的气体，从而排除溶解气对测量精度的影响。之后封装相变换热器20，取下两个定外销(331和332)，调节溢流阀45与高压油泵46至合适背压，记录初始相变材料体积，调节PID温控器51至合适温度，打开循环水泵54，相变材料发生相变，活塞杆31发生位移，待激光位移传感器35示数不再变化时记录相变后相变材料体积，两次记录数据做差即可求得该压力状态下相变材料相变体积变化率。

实施例：

一、制造及组装各系统。

(1)相变材料排气系统制造及组装过程：如图1所示，制造直径400mm，深度400mm，厚度为5mm的真空罐11的罐体，罐体材料为不锈钢；制造直径400mm，5mm厚的亚克力真空罐11的透明顶盖，顶盖上附有出气连接螺纹口、进气连接螺纹口及压力表12，顶盖和罐体用具有弹力的橡胶圈连接。准备真空泵13，两个球阀和若干段PU气管，借助气动接头依次将真空泵13和第一球阀14连接至真空罐11出气口，将第二球阀15连接至真空罐11进气口。

(2)相变换热系统制造及组装过程：如图1所示，制造内径100mm，厚度12mm的圆筒形的相变换热器20，材料为不锈钢，该相变换热器20的两端分别为12mm厚由螺母固定的可拆卸的不锈钢端盖，其中一端盖22上开有可与真空罐11或外界连接的排气和灌装相变材料的两个螺纹口，另一端的端盖上开有与活塞杆31配套的40mm孔。该相变换热器20的外侧为圆筒形波纹板式结构21，其中的换热介质为纯净水，在相变换热器的最外侧再附有20mm厚保温棉23，组装上换热器的2个端盖后，并将相变材料灌装口的管道上安装第三球阀24。实验时，待测相变材料的灌装量应尽量大于1L、且小于1.5L，主要考虑是由于过少的相变材料会导致实验测量误差较大，过多的相变材料会引起相变材料的浪费(有些相变材料价格较贵，在千元/L级别甚至更高)，因此，本实施例中建议选择1L～1.5L的相变材料，相应的设计所述相变材料腔25的容积，其容纳相变材料的体积大约在1L～1.5L。

(3)位移测量系统制造及组装过程：如图1所示，加工两端直接均为40mm，长度为500mm的活塞杆31，活塞杆31的两端附有长度为50mm，直径与相变换热器20和高压油腔41配套的第一活塞321和第二活塞322，每个活塞的外回转面上制作沿轴向均匀分布的2mm深的周向活塞环布置槽，。活塞杆31做两个径向的定位孔，孔直径为10mm，用于安装第一定位销331和第二定位销332。在台架底座上固定相变换热器20与高压油腔41，依次安装石墨环34、第一活塞321、第二活塞322、相变换热器20与高压油腔41的端盖，最后在活塞杆31的中心位置安装激光位移传感器35，在该激光位移传感器35对着的相变换热器20的一端面上安装反光片，该激光位移传感器35的测量数据接入一台笔记本电脑。

(4)压力调控系统制造及组装过程：与相变换热器20的尺寸和制作方法一致，制作气缸40，准备10号航空液压油，压力变送器42，两个蝶阀，溢流阀45和一个三通接头；及高压油泵46，高压储油罐47，高压油管、PU管和若干个接头；按图1所示连接将上述各器件。

(5)温控系统制造及组装过程：购入具有制冷与制热功能的恒温水箱50，该恒温水箱50的温度控制依靠于可显示温度示数的PID温控器51，其制冷单位为压缩制冷机52，制热单元为电加热器53。恒温水箱50连接有循环水泵54、进出水口及相应两个阀门，并将恒温水箱50与相变换热器20的水路连接为循环回路。本发明中，所述恒温水箱50出水口设置较大的流量，以保证相变换热器20的充分换热并减小因相变材料吸热造成恒温水温度分布不均匀带来的实验误差。

二、利用本发明所述的实验装置进行实验的过程如下：

(1)实验准备：

1-1)将活塞杆31放在合适位置插入第一和第二定位销331和332固定第一活塞321和第二活塞322的位置，固定相变材料腔25与高压油腔41的容积。连接相变材料灌装口的管路，打开相变材料灌装口管路上的第三球阀24和相变换热器20排气管道上的第二球阀15，相变材料经高温熔化后灌装于相变换热器。关闭第三球阀24断开相变材料灌装口管路，连接真空罐11，并用PU管连接相变真空罐11的进气口与相变换热器20的出气口，连接真空罐11的出气口与真空泵13。开启真空泵13，保证相变材料排气系统的密闭性。

1-2)运行真空泵13，使压力表12示数达到最低，保证系统处于负压状态。将恒温水箱50的进出水口管路与相变换热器20外侧的圆筒形板式换热结构21相连，调节PID温控器51示数至目标温度，待恒温水箱50内纯净水温度恒定后打开第一和第二阀门55和56及循环水泵54，待测相变材料在相变换热器20内完成相变，因外界真空，释放出部分溶解气体，之后关闭第一和第二阀门55和56及循环水泵54。

1-3)待相变完成后，重复步骤1-2)使相变材料完成多次相变，直至相变后压力表(12)示数无明显变化；最后关闭第二球阀15。

1-4)取下两个定位销(331和332)，记录激光位移传感器35的示数，由此与相变换热器20的内径可计算得到常压状态下相变材料的填充体积V01，由该状态下的密度ρ0，可计算填充相变材料的质量，相变材料填充质量：m＝V01*ρ0。

(2)相变材料凝固阶段体积变化率测定：

2-1)调节溢流阀45至待测压力，打开第一蝶阀44和第二蝶阀43，运行高压油泵46，在高压油泵46的作用下，高压油腔41内的压力逐渐升高，活塞杆31向左移动，直至管路内压力高于溢流阀45设定压力，溢流阀45打开，此时高压油流动回路建立完成，记录下压力变送器42表示数，记录激光位移传感器35示数，此时，活塞杆31位移对应的体积即为待测压力状态下相变材料填充体积V1。

2-2)打开温控系统，调节PID温控器51设置值低于相变温度，待恒温水箱50内纯净水温度稳定后，打开第一和第二阀门55和56及循环水泵54，冷却水流经相变换热器20，相变材料在相变换热器20内预冷凝固，体积收缩，活塞杆31向左位移。每1min记录激光位移传感器35数据，直至该激光位移传感器35连续五次示数差值均小于0.1mm(相变材料体积变化率测定值绝对误差小于0.05％)，此时计算激光位移传感器35测得示数即可得到待测压力状态下相变材料相变后体积V2，从冷却水流经圆筒形波纹板式结构21至激光位移传感器35第一次示数稳定所用时间即为相变材料由初始温度相变至设定温度所用时间。

(3)相变材料熔化阶段体积变化率测定：

3-1)调节溢流阀45至待测压力，打开第一和第二蝶阀(44和43)，运行高压油泵46，在高压油泵46的作用下，高压油腔41内压力逐渐升高，活塞杆31向左移动，直至高压管路内压力高于溢流阀45设定压力，溢流阀45打开，此时高压油流动回路建立完成，记录压力变送器42表示数，记录激光位移传感器35示数，此位移对应的体积即为待测压力状态下相变材料填充体积V1，关闭第一蝶阀44，关闭高压油泵46。

3-2)打开温控系统，调节PID温控器51设置值高于相变温度，待恒温水箱50内纯净水温度稳定后，打开第一和第二阀门55和56及循环水泵54，冷却水流经相变换热器20，相变材料在相变换热器20内遇热熔化，体积膨胀，活塞杆31向右位移。每1min记录激光位移传感器35数据，直至激光位移传感器35连续五次示数差值均小于0.1mm(相变材料体积变化率测定值绝对误差小于0.05％)，此时计算激光位移传感器35测得示数即可得到待测压力状态下相变材料相变后体积V2，从冷却水流经圆筒形波纹板式结构21至激光位移传感器35第一次示数稳定所用时间即为相变材料由初始温度相变至设定温度所用时间。

设定压力下的凝固时材料体积变化率：α1＝△V1/V1＝(V1-V2)/V1，设定压力下的熔化时材料体积变化率：α1＝△V2/V1＝(V2-V1)/V1，其中△V1＝△V2。

(4)实验结束：

关闭第一和第二阀门55和56及循环水泵54，关闭PID温控器51，关闭第一蝶阀44，关闭高压油泵46，调节溢流阀45设定值至常压，压力调控系统泄压后，关闭第二蝶阀43。开启第三球阀24，相变换热器20内恢复常压。相变材料可留置于相变换热器20内，待下次测量或拆卸相变换热器的端盖排空后以备填充其他材料。

尽管上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种可精确测量相变材料高压体积变化率的实验装置，包括台架、相变材料排气系统、相变换热系统、位移测量系统、压力调控系统和温控系统；其特征在于，

所述相变材料排气系统包括真空罐(11)，所述真空罐(11)的顶盖上设有压力表(12)、出气口和进气口，所述出气口通过真空导管连接至真空泵(13)，所述真空导管上设有第一球阀(14)；

所述相变换热系统包括相变换热器(20)，所述相变换热器(20)包括相变材料腔(25)和设置在相变材料腔(25)外侧的圆筒形波纹板式结构(21)，所述相变材料腔(25)一端的端盖(22)上设有排气口和相变材料灌装口，所述排气口通过排气管道连接至所述真空罐(11)的进气口，所述排气管道上设有第二球阀(15)，所述相变材料灌装口处设有第三球阀(24)；

所述位移测量系统包括气缸(30)和活塞杆(31)，所述气缸(30)与所述相变换热器(20)同轴的固定在所述台架的底座上，所述活塞杆(31)上设有激光位移传感器(35)和两个定位销，所述活塞杆(31)的两端设有分别装配在所述气缸(30)和所述相变换热器(20)内的第一活塞(321)和第二活塞(322)，所述气缸(30)一端的端盖(36)上设有高压油进口；所述相变换热器(20)在面对所述激光位移传感器(35)的端面上安装有反光片，所述激光位移传感器(35)将测量数据传送至计算机；

所述压力调控系统包括与高压储油罐(47)相连的高压油泵(46)和与所述高压油进口相连的高压油管，所述高压油管上、自所述高压油进口至所述高压油泵(46)依次设有压力变送器(42)和第一蝶阀(44)，在所述高压油管上位于所述压力变送器(42)和第一蝶阀(44)之间连接出一支路，所述支路上设有第二蝶阀(43)和溢流阀(45)，所述溢流阀(45)的溢流口连接至所述高压储油罐(47)；

所述温控系统包括恒温水箱(50)，所述恒温水箱(50)设有与PID温控器(51)连接的电加热器(53)和压缩制冷机(52)，所述恒温水箱(50)内设有进水口和出水口，所述进水口通过进水管连接至所述圆筒形波纹板式结构(21)的进水口，所述出水口通过出水管连接至所述圆筒形波纹板式结构(21)的出水口；所述进水管上在所述恒温水箱(50)至所述圆筒形波纹板式结构(21)依次设有第一阀门(55)和循环水泵(54)，所述出水管上设有第二阀门(56)。

2.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，所述相变换热器(20)内、在所述第一活塞(321)与相变材料灌装口所在的端盖(22)之间形成的空间为所述的相变材料腔(25)；所述气缸(30)内、在所述第二活塞(322)与所述高压油进口所在的一侧端盖之间形成的空间为高压油腔(41)。

3.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，所述相变材料腔(25)内灌装有相变材料；所述圆筒形波纹板式结构(21)内通入有来自于所述恒温水箱(50)的纯净水。

4.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，所述激光位移传感器(35)布置在所述活塞杆(31)长度方向的中心位置处。

5.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，所述圆筒形波纹板式结构(21)外包围有保温棉(23)。

6.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，所述第一活塞(321)和第二活塞(322)上均设有石墨环(34)。

7.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，所述排气管道上的最高点高于所述相变换热器(20)的顶端位置。

8.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，所述激光位移传感器(35)的发射光线与所述反光片垂直。

9.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，所述相变换热器(20)、活塞杆(31)和高压油腔(41)为同轴设置；所述相变换热器(20)与所述气缸(30)之间的距离与所述活塞杆(31)上两个定位销之间的距离相等。

10.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，所述高压储油罐(47)内的高压油采用10号航空液压油；所述相变换热器(20)内灌装的相变材料为相变温度在0～100℃之间的有机类、无机类或复合类液固-相变材料。