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輻射換熱法測量相變構(gòu)件相對導(dǎo)熱系數(shù)的裝置與方法
【專利摘要】一種輻射換熱法測量相變構(gòu)件相對導(dǎo)熱系數(shù)的裝置，包括試驗箱、多路溫度巡檢儀、溫控儀，其中試驗箱包括光源室、隔熱室、第一溫控制室、第一測溫室、第二溫控室、第二測溫室；光源室的內(nèi)部安裝有光源，第一溫控室內(nèi)安裝有第一電熱絲和第一熱電偶，第一測溫室內(nèi)安裝有第二熱電偶，第二溫控室內(nèi)安裝有第二電熱絲和第三熱電偶，第二測溫室內(nèi)安裝有第四熱電偶，標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件右側(cè)為第一試驗箱端壁，相變構(gòu)件右側(cè)為第二試驗箱端壁，第一試驗箱端壁和第二試驗箱端壁可拆卸；本發(fā)明提供了一種以輻射蓄熱為主要蓄熱方式的相變構(gòu)件相對導(dǎo)熱系數(shù)的測試方法與裝置。
【專利說明】輻射換熱法測量相變構(gòu)件相對導(dǎo)熱系數(shù)的裝置與方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種測量材料導(dǎo)熱系數(shù)的裝置與方法，特別是涉及一種測量相變構(gòu)件相對導(dǎo)熱系數(shù)的裝置與方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，已有國內(nèi)外研究者的實驗測試數(shù)據(jù)表明，相變材料的導(dǎo)熱系數(shù)在相變區(qū)間內(nèi)隨著溫度的變化會發(fā)生較大變化，且相比于固相及液相的導(dǎo)熱系數(shù)相差較大。這為摻入相變材料的相變構(gòu)件的導(dǎo)熱性能的評價帶來了極大困難。相變材料在相變區(qū)間內(nèi)的導(dǎo)熱性能不止受到材料本身特性的影響，還受到由于相變所引起的潛熱的蓄、放以及液相自然對流的影響。除此之外，物質(zhì)本身微觀結(jié)構(gòu)的變化同樣有可能引起其導(dǎo)熱特性發(fā)生巨大變化。這樣，單純從導(dǎo)熱系數(shù)出發(fā)就很難從理論上去解釋與評價相變材料在相變區(qū)間內(nèi)的導(dǎo)熱性能。變物性構(gòu)件的導(dǎo)熱特性可以用相對導(dǎo)熱系數(shù)去評價。但相比于其他變物性構(gòu)件，相變構(gòu)件在建筑應(yīng)用中的蓄熱方式主要輻射蓄熱而不是溫差蓄熱及對流蓄熱。所以，開發(fā)出一種以輻射蓄熱為主要蓄熱方式的相變構(gòu)件相對導(dǎo)熱系數(shù)測試的方法與裝置將更加具有實際意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種輻射換熱法測量相變構(gòu)件相對導(dǎo)熱系數(shù)的裝置與一種相應(yīng)測量方法，用于實現(xiàn)相變構(gòu)件的相對系數(shù)的測量，并且做出對相變構(gòu)件在導(dǎo)熱系數(shù)變化很大的相變區(qū)間內(nèi)的導(dǎo)熱性能的綜合評價。
[0004]一種輻射換熱法測量相變構(gòu)件相對導(dǎo)熱系數(shù)的裝置，包括試驗箱、多路溫度巡檢儀、溫控儀，其中試驗箱包括光源室、隔熱室、第一溫控制室、第一測溫室、第二溫控室、第二測溫室；光源室的內(nèi)部安裝有光源，第一溫控室內(nèi)安裝有第一電熱絲和第一熱電偶，第一測溫室內(nèi)安裝有第二熱電偶，第二溫控室內(nèi)安裝有第二電熱絲和第三熱電偶，第二測溫室內(nèi)安裝有第四熱電偶，標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件右側(cè)為第一試驗箱端壁，相變構(gòu)件右側(cè)為第二試驗箱端壁，第一試驗箱端壁和第二試驗箱端壁可拆卸；第一電熱絲、第二電熱絲分別與溫控儀相連接，第一熱電偶、第二熱電偶、第三熱電偶、第四熱電偶分別與多路溫度巡檢儀相連接。
[0005]所述隔熱室由左右兩側(cè)的透鏡和隔熱透光板以及試驗箱壁圍成。
[0006]第一溫控室和第二溫控室空間體積相等，第一測溫室和第二測溫室空間體積相
坐寸ο
[0007]試驗箱的殼體為保溫殼，保溫殼的內(nèi)部填充有聚氨酯泡沫。
[0008]光源室內(nèi)的實驗箱壁上開有通風(fēng)口，通風(fēng)口處安裝有風(fēng)扇。
[0009]隔離室主要用于進(jìn)一步將光源室與溫控室進(jìn)行隔離，以減少透鏡的導(dǎo)熱溫控室內(nèi)空氣溫度的影響；隔離室的右側(cè)壁為隔熱透光板，以使光源發(fā)出的光平行通過。
[0010]溫控室內(nèi)設(shè)有電熱絲，目的是當(dāng)溫控室內(nèi)的空氣溫度與測試構(gòu)件向光面的表面溫度產(chǎn)生差值時，通過電熱絲的加熱可以防止測溫室內(nèi)的空氣與測試構(gòu)件由于溫差而產(chǎn)生自然對流，以保證測試構(gòu)件的向光面只有輻射熱量的流入而無由于對流換熱而導(dǎo)致的熱量的流入或流出。
[0011]測溫室在進(jìn)行非穩(wěn)態(tài)熱量測試時是密封的，內(nèi)有少量的空氣，通過對測溫室內(nèi)空氣溫度的測定可以得到從測試構(gòu)件背光面流出的熱量；當(dāng)進(jìn)行穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱系數(shù)測試時，測溫室右側(cè)的試驗箱端壁是敞開的，這樣測試構(gòu)件通過向光面的輻射和背光面的散熱可以達(dá)到穩(wěn)態(tài)。
[0012]多路溫度巡檢儀內(nèi)接入測試構(gòu)件向光面、背光面及測溫室熱電偶，用于檢測測試構(gòu)件兩側(cè)的溫度，并繪制溫度隨時間的變化曲線，溫控儀用于對電熱絲進(jìn)行加熱控制。
[0013]利用上述輻射換熱法測量相變構(gòu)件相對導(dǎo)熱系數(shù)的裝置測量相變構(gòu)件相對導(dǎo)熱系數(shù)的方法包括如下步驟:
[0014](I)、將相變構(gòu)件、標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件、實驗箱冷卻至各自溫度均勻；
[0015](2)、使相變構(gòu)件與標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件溫度相等，且使該溫度低于相變構(gòu)件的固化溫度；
[0016](3)、將相變構(gòu)件及標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件裝入實驗箱；
[0017](4)、打開光源及風(fēng)扇對相變構(gòu)件及標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件進(jìn)行持續(xù)加熱，直至相變構(gòu)的向光面及背光面溫度均高于相變構(gòu)件的固化溫度，開始計時；
[0018](5)、當(dāng)相變構(gòu)件向光面及背光面溫度均高于相變構(gòu)件的液化溫度時，停止計時，并記錄整個過程的時間τ，計算得出變相構(gòu)件所接受的輻射熱量為:
[0019]Qin = q S τ
[0020](6)、測定第一測溫室內(nèi)空氣的溫升At1及第二測溫室內(nèi)空氣的溫升At2，進(jìn)而得出相變構(gòu)件在相變區(qū)間內(nèi)的非穩(wěn)態(tài)蓄熱量Q1及相同時間段內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件的非穩(wěn)態(tài)蓄熱量Q2 ；
[0021](7)通過標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件的導(dǎo)熱系數(shù)的已知數(shù)據(jù)并利用相對導(dǎo)熱系數(shù)的定義式便可求得相變構(gòu)件的相對導(dǎo)熱系數(shù)；
[0022]具體地，該待求的相對導(dǎo)熱系數(shù)λ i的計算方法根據(jù)下式計算:
[0023]λ / λ 2 = Q1ZQ2
[0024]本發(fā)明的有益效果是，提供了一種以輻射蓄熱為主要蓄熱方式的相變構(gòu)件相對導(dǎo)熱系數(shù)的測試方法與裝置，通過該測試裝置對相變構(gòu)件的導(dǎo)熱性能進(jìn)行測試并得出相對導(dǎo)熱系數(shù)，能夠?qū)ο嘧儤?gòu)件在導(dǎo)熱系數(shù)變化很大的相變區(qū)間內(nèi)的導(dǎo)熱性能進(jìn)行綜合評價。
[0025]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的輻射換熱法測量相變構(gòu)件相對導(dǎo)熱系數(shù)的裝置與方法作進(jìn)一步說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明的輻射換熱法測量相變構(gòu)件相對導(dǎo)熱系數(shù)的裝置的正面剖視圖；
[0027]圖2為本發(fā)明的輻射換熱法測量相變構(gòu)件相對導(dǎo)熱系數(shù)的裝置的俯視圖。
【具體實施方式】
[0028]如圖1、圖2所示，本發(fā)明的輻射換熱法測量相變構(gòu)件相對導(dǎo)熱系數(shù)的裝置包括試驗箱6、多路溫度巡檢儀12、溫控儀13，其中試驗箱6包括有六個分室，分別為光源室7、隔熱室8、第一溫控制室9-1、第一測溫室11-1、第二溫控室9-2、第二測溫室11-2 ；
[0029]試驗箱6為矩形箱體，試驗箱6的內(nèi)部被透鏡3-1、隔熱透光板3-2分為三個空間區(qū)域，透鏡3-1、隔熱透光板3-2在試驗箱6內(nèi)部從左至右排列，透鏡3-1的左邊空間與試驗箱6的箱壁構(gòu)成第一區(qū)域，透鏡3-1、隔熱透光板3-2之間區(qū)域為第二區(qū)域，隔熱透光板3-2的右邊與試驗箱6的箱壁構(gòu)成第三區(qū)域，其中第一區(qū)域即為光源室7，第二區(qū)域即為隔熱室8，第三區(qū)域被相互垂直設(shè)置的隔熱板14和被測構(gòu)件(被測構(gòu)件包括標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件10-1和相變構(gòu)件10-2)分隔成四個區(qū)域，隔熱板14與隔熱透光板3-2相互垂直，被測構(gòu)件包括標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件10-1和相變構(gòu)件10-2，且分布在隔熱板14的兩側(cè)，標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件10-1和相變構(gòu)件10-2的面積大小相等；
[0030]標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件10-1的左側(cè)為第一溫控室9-1，標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件10-1的右側(cè)為第一測溫室
11-1，相變構(gòu)件10-2的左側(cè)為第二溫控室9-2，相變構(gòu)件10-2的右側(cè)為第二測溫室11_2 ；第一溫控室9-1和第二溫控室9-2空間體積相等，第一測溫室11-1和第二測溫室11-2空間體積相等。
[0031]光源室7內(nèi)的實驗箱壁上開有通風(fēng)口，通風(fēng)口處安裝有風(fēng)扇I，光源室7的內(nèi)部安裝有光源2，第一溫控室9-1內(nèi)安裝有第一電熱絲4-1和第一熱電偶5-1，第一測溫室11-1內(nèi)安裝有第二熱電偶5-2，第二溫控室9-2內(nèi)安裝有第二電熱絲4-2和第三熱電偶5-3，第二測溫室11-2內(nèi)安裝有第四熱電偶5-4，標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件10-1右側(cè)為第一試驗箱端壁，相變構(gòu)件10-2右側(cè)為第二試驗箱端壁，第一試驗箱端壁和第二試驗箱端壁可拆卸；第一電熱絲4-1、第二電熱絲4-2分別與溫控儀13相連接，第一熱電偶5-1、第二熱電偶5-2、第三熱電偶5-3、第四熱電偶5-4分別與多路溫度巡檢儀12相連接。
[0032]上述實施例中的試驗箱6的殼體為保溫殼，保溫殼的內(nèi)部填充有聚氨酯泡沫，用于減小環(huán)境溫度的波動對試驗箱6內(nèi)部的影響，并防止測溫室內(nèi)的熱量散失；
[0033]光源室7內(nèi)的光源2為大功率的燈泡,用于模擬太陽光福射,右側(cè)的透鏡3-1 —方面用于將光源發(fā)出的點光源變成平行線光源，以使光源均勻照射到被測構(gòu)件上，另一方面用于隔離光源室和溫控室，以減少燈光的散熱對溫控室內(nèi)空氣溫度的影響；在光源2的上部設(shè)置風(fēng)扇用于將光源產(chǎn)生的熱量及時的帶走；
[0034]隔離室8主要用于進(jìn)一步將光源室7與溫控室進(jìn)行隔離，以減少透鏡3-1的導(dǎo)熱溫控室內(nèi)空氣溫度的影響；隔離室8的右側(cè)壁為隔熱透光板3-2，以使光源2發(fā)出的光平行通過；
[0035]溫控室(包括第一溫控室9-1、第二溫控室9-2)內(nèi)設(shè)有電熱絲(包括第一電熱絲
4-1、第二電熱絲4-2)，目的是當(dāng)溫控室內(nèi)的空氣溫度與測試構(gòu)件向光面的表面溫度產(chǎn)生差值時，通過電熱絲的加熱可以防止測溫室內(nèi)的空氣與測試構(gòu)件由于溫差而產(chǎn)生自然對流，以保證測試構(gòu)件的向光面只有輻射熱量的流入而無由于對流換熱而導(dǎo)致的熱量的流入或流出。
[0036]測溫室(包括第一測溫室11-1、第二測溫室11-2)在進(jìn)行非穩(wěn)態(tài)熱量測試時是密封的，內(nèi)有少量的空氣，通過對測溫室內(nèi)空氣溫度的測定可以得到從測試構(gòu)件背光面流出的熱量。當(dāng)進(jìn)行穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱系數(shù)測試時，測溫室右側(cè)的試驗箱端壁(包括第一試驗箱端壁和第二試驗箱端壁)是敞開的，這樣測試構(gòu)件通過向光面的輻射和背光面的散熱可以達(dá)到穩(wěn)態(tài)。
[0037]多路溫度巡檢儀內(nèi)接入測試構(gòu)件向光面、背光面及測溫室熱電偶，用于檢測測試構(gòu)件兩側(cè)的溫度，并繪制溫度隨時間的變化曲線。[0038]溫控儀用于對電熱絲進(jìn)行加熱控制。當(dāng)溫控室內(nèi)空氣溫度與測試構(gòu)件向光面的表面溫度產(chǎn)生差值時，可以通過控制電熱絲的加熱來防止溫控室內(nèi)的空氣與測試構(gòu)件的對流換熱造成的對實驗結(jié)果的影響
[0039]基于上述實施例所述的輻射換熱法測量相變構(gòu)件相對導(dǎo)熱系數(shù)的裝置測量相變構(gòu)件相對導(dǎo)熱系數(shù)的方法包括如下步驟:
[0040](I)、將相變構(gòu)件10-2、標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件10-1、實驗箱6冷卻至各自溫度均勻；
[0041](2)、使相變構(gòu)件10-2與標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件10-1溫度相等，且使該溫度低于相變構(gòu)件的固化溫度；
[0042](3)、將相變構(gòu)件10-2及標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件10-1裝入實驗箱6 ；
[0043](4)、打開光源2及風(fēng)扇I對相變構(gòu)件10-2及標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件10_1進(jìn)行持續(xù)加熱，直至相變構(gòu)10-2的向光面及背光面溫度均高于相變構(gòu)件10-2的固化溫度，開始計時；
[0044](5)、當(dāng)相變構(gòu)件10-2向光面及背光面溫度均高于相變構(gòu)件10-2的液化溫度時，停止計時，并記錄整個過程的時間τ ；
[0045]具體地，在該步驟中，相變構(gòu)件10-2向光面位置處的光照強(qiáng)度是在實驗開始前提前測定得出的，實驗進(jìn)行時便是已知的，為q ;相變構(gòu)件10-2的面積即光照面積是由實驗箱6尺寸決定的，即是已知的，為S，光照時間通過測試儀表進(jìn)行記錄，為τ，則相變構(gòu)件所接受的輻射熱量為:
[0046]Qin = q S τ
[0047]標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件10-1與相變構(gòu)件10-2的尺寸相同，且使用同一光源加熱并同時計時，具有相同的加熱功率、相同的面積及相同的加熱時間，故標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件10-1與相變構(gòu)件10-2的加熱量相同；
[0048](6)、測定第一測溫室11-1內(nèi)空氣的溫升At1及第二測溫室11-2內(nèi)空氣的溫升At2，進(jìn)而得出相變構(gòu)件10-2在相變區(qū)間內(nèi)的非穩(wěn)態(tài)蓄熱量Q1及相同時間段內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件10-1的非穩(wěn)態(tài)蓄熱量Q2 ；
[0049]具體地，在該步驟中，通過多路溫度巡檢儀12可以得到第一測溫室11-1內(nèi)空氣的初始溫度與最終溫度，從而得到空氣的溫升At1 ;第一測溫室11-1內(nèi)空氣的體積是由實驗箱6的尺寸決定的，即是已知的，為V，空氣的比熱與密度分別為C、P，則相變構(gòu)件10-2的背光面散失的熱量為:
[0050]Qoutl = c P V Δ ti
[0051]故根據(jù)能量守恒可以得出相變構(gòu)件10-2吸收的熱量為:
[0052]Q1 = Qin-Qoutl
[0053]同理，通過多路溫度巡檢儀12可以得到第二測溫室11-2內(nèi)空氣的初始溫度與最終溫度，從而得到空氣的溫升At2 ;第二測溫室11-2內(nèi)空氣的體積與第一測溫室11-1相同，為V，空氣的比熱與密度分別為C、P，則標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件10-1背光面散失的熱量為:
[0054]Qout2 = c P V Δ t2
[0055]故根據(jù)能量守恒可以得出標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件10-1吸收的熱量為:
[0056]Q2 = Qin-Qout2
[0057](7)、通過標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件10-1導(dǎo)熱系數(shù)的已知數(shù)據(jù)并利用相對導(dǎo)熱系數(shù)的定義式便可求得相變構(gòu)件10-2的相對導(dǎo)熱系數(shù)；[0058]具體地，該待求的相對導(dǎo)熱系數(shù)λ i的計算方法根據(jù)下式計算:
[0059]XJX2 = Ql7iQ2
[0060]式中λ 1、Q1分別為相變構(gòu)件10-2的相對導(dǎo)熱系數(shù)與非穩(wěn)態(tài)蓄熱量，λ 2、Q2分別為標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件10-1即普通構(gòu)件的導(dǎo)熱系數(shù)與非穩(wěn)態(tài)蓄熱量。Q1A2通過測試裝置的非穩(wěn)態(tài)測試得到，λ 2通過已知的測試數(shù)據(jù)或測試裝置的穩(wěn)態(tài)測試得到，已知的測試數(shù)據(jù)指的是有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件10-1的導(dǎo)熱系數(shù)的參考資料或文獻(xiàn)中所提供的導(dǎo)熱系數(shù)，測試裝置的穩(wěn)態(tài)測試方法將在下文說明。
[0061]優(yōu)選地，在步驟(7)中還包括:定期進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件10-1的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行測試，以修正測試構(gòu)件的相對導(dǎo)熱系數(shù)。這是由于，標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件10-1受到諸如純度、氧化、受潮等問題的影響，其導(dǎo)熱系數(shù)會發(fā)生細(xì)微的變化，為避免此類問題的誤差，還需定期進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件10-1的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱系數(shù)測試以修正實驗測試結(jié)果。
[0062]優(yōu)選地，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件10-1穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱系數(shù)測試包括:打開測溫箱右側(cè)端蓋，并使標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件10-1持續(xù)加熱，當(dāng)構(gòu)件兩側(cè)的溫度穩(wěn)定即導(dǎo)熱達(dá)到穩(wěn)態(tài)時，即停止加熱，通過測定標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件10-1兩側(cè)的溫度差便可得出其導(dǎo)熱系數(shù)。
[0063]標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件10-1的厚度通過尺寸測量得出，為δ，打開第一測溫室11-1端蓋進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件的穩(wěn)態(tài)測試，標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件向光面與背光面的溫度均達(dá)到穩(wěn)定時，分別得到溫度tpt2，則標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件的導(dǎo)熱系數(shù)為:
[0064]λ2 = Ε.δ / Uft2)
[0065]以上所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進(jìn)行描述，并非對本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種輻射換熱法測量相變構(gòu)件相對導(dǎo)熱系數(shù)的裝置包括試驗箱(6)，其特征在于，還包括包括多路溫度巡檢儀(12)、溫控儀(13)，其中試驗箱(6)包括光源室(7)、隔熱室(8)、第一溫控制室(9-1)、第一測溫室(11-1)、第二溫控室(9-2)、第二測溫室(11-2);光源室(7)的內(nèi)部安裝有光源(2)，第一溫控室(9-1)內(nèi)安裝有第一電熱絲(4-1)和第一熱電偶(5-1)，第一測溫室(11-1)內(nèi)安裝有第二熱電偶(5-2)，第二溫控室(9-2)內(nèi)安裝有第二電熱絲(4-2)和第三熱電偶(5-3)，第二測溫室(11-2)內(nèi)安裝有第四熱電偶(5-4)，標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件(10-1)右側(cè)為第一試驗箱端壁，相變構(gòu)件(10-2)右側(cè)為第二試驗箱端壁，第一試驗箱端壁和第二試驗箱端壁可拆卸；第一電熱絲(4-1)、第二電熱絲(4-2)分別與溫控儀(13)相連接，第一熱電偶(5-1)、第二熱電偶(5-2)、第三熱電偶(5-3)、第四熱電偶(5-4)分別與多路溫度巡檢儀(12)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輻射換熱法測量相變構(gòu)件相對導(dǎo)熱系數(shù)的裝置，其特征在于，所述隔熱室(8)由左右兩側(cè)的透鏡(3-1)和隔熱透光板(3-2)以及試驗箱壁圍成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輻射換熱法測量相變構(gòu)件相對導(dǎo)熱系數(shù)的裝置，其特征在于，第一溫控室(9-1)和第二溫控室(9-2)空間體積相等，第一測溫室(11-1)和第二測溫室(11-2)空間體積相等。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輻射換熱法測量相變構(gòu)件相對導(dǎo)熱系數(shù)的裝置，其特征在于，試驗箱(6)的殼體為保溫殼，保溫殼的內(nèi)部填充有聚氨酯泡沫。
5.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輻射換熱法測量相變構(gòu)件相對導(dǎo)熱系數(shù)的裝置，其特征在于，光源室(7)內(nèi)的實驗箱壁上開有通風(fēng)口，通風(fēng)口處安裝有風(fēng)扇(I)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輻射換熱法測量相變構(gòu)件相對導(dǎo)熱系數(shù)的裝置，其特征在于，隔離室(8)主要用于進(jìn)一步將光源室(7)與溫控室進(jìn)行隔離，以減少透鏡(3-1)的導(dǎo)熱溫控室內(nèi)空氣溫度的影響；隔離室⑶的右側(cè)壁為隔熱透光板(3-2)，以使光源⑵發(fā)出的光平行通過。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的輻射換熱法測量相變構(gòu)件相對導(dǎo)熱系數(shù)的裝置，其特征在于，溫控室內(nèi)設(shè)有電熱絲，目的是當(dāng)溫控室內(nèi)的空氣溫度與測試構(gòu)件向光面的表面溫度產(chǎn)生差值時，通過電熱絲的加熱可以防止測溫室內(nèi)的空氣與測試構(gòu)件由于溫差而產(chǎn)生自然對流，以保證測試構(gòu)件的向光面只有輻射熱量的流入而無由于對流換熱而導(dǎo)致的熱量的流入或流出。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的輻射換熱法測量相變構(gòu)件相對導(dǎo)熱系數(shù)的裝置，其特征在于，測溫室在進(jìn)行非穩(wěn)態(tài)熱量測試時是密封的，內(nèi)有少量的空氣，通過對測溫室內(nèi)空氣溫度的測定可以得到從測試構(gòu)件背光面流出的熱量；當(dāng)進(jìn)行穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱系數(shù)測試時，測溫室右側(cè)的試驗箱端壁是敞開的，這樣測試構(gòu)件通過向光面的輻射和背光面的散熱可以達(dá)到穩(wěn)態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的輻射換熱法測量相變構(gòu)件相對導(dǎo)熱系數(shù)的裝置，其特征在于，多路溫度巡檢儀內(nèi)接入測試構(gòu)件向光面、背光面及測溫室熱電偶，用于檢測測試構(gòu)件兩側(cè)的溫度，并繪制溫度隨時間的變化曲線，溫控儀用于對電熱絲進(jìn)行加熱控制。
10.利用權(quán)利要求1至9中任一所述的輻射換熱法測量相變構(gòu)件相對導(dǎo)熱系數(shù)的裝置測量相變構(gòu)件相對導(dǎo)熱系數(shù)的方法包括如下步驟: (1)、將相變構(gòu)件(10-2)、標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件(10-1)、實驗箱(6)冷卻至各自溫度均勻； (2)、使相變構(gòu)件(10-2)與標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件(10-1)溫度相等，且使該溫度低于相變構(gòu)件的固化溫度； (3)、將相變構(gòu)件(10-2)及標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件(10-1)裝入實驗箱(6)； (4)、打開光源(2)及風(fēng)扇⑴對相變構(gòu)件(10-2)及標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件(10-1)進(jìn)行持續(xù)加熱，直至相變構(gòu)(10-2)的向光面及背光面溫度均高于相變構(gòu)件(10-2)的固化溫度，開始計時； (5)、當(dāng)相變構(gòu)件(10-2)向光面及背光面溫度均高于相變構(gòu)件(10-2)的液化溫度時，停止計時，并記錄整個過程的時間τ，計算得出變相構(gòu)件(10-2)所接受的輻射熱量為:
Qin = q S τ (6)、測定第一測溫室(11-1)內(nèi)空氣的溫升At1及第二測溫室(11-2)內(nèi)空氣的溫升△ t2，進(jìn)而得出相變構(gòu)件(10-2)在相變區(qū)間內(nèi)的非穩(wěn)態(tài)蓄熱量％及相同時間段內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件(10-1)的非穩(wěn)態(tài)蓄熱量Q2 ； (7)通過標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件(10-1)的導(dǎo)熱系數(shù)的已知數(shù)據(jù)并利用相對導(dǎo)熱系數(shù)的定義式便可求得相變構(gòu)件的相對導(dǎo)熱系數(shù)； 具體地，該待求的相對導(dǎo)熱系數(shù)λ i的計算方法根據(jù)下式計算:
入 I, X 2 — Ql/Q2
【文檔編號】G01N25/20GK103995018SQ201410224980
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年5月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月26日
【發(fā)明者】謝靜超, 劉加平, 王未 申請人:北京工業(yè)大學(xué)