[发明专利]一种带卷材料径向等效导热系数的测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种带卷材料径向等效导热系数的测量装置，其特征在于：包括管形加热器（1），管形量热计(2)，下部隔热支撑板(5)，上部隔热板(6)，冷却（4），被测带卷材料(3)；管形加热器（1）固定在下部隔热支撑板(5)上，管形量热计(2)上安装有温度传感器(12)，管形量热计(2)套在管形加热器(1)上，并与管形加热器(1)同轴，被测带卷材料(3)内外壁面上焊接温度传感器(13)，被测带卷材料(3)套在管形量热计(2)上，并与管形量热计(2)之间有一定的间隙且两者同轴，冷却罩(4)放置在下部隔热支撑板(5)上，上部隔热板(6)覆盖在整个测量装置上，冷却罩（4）、上部隔热板（6）、下部隔热支撑板（5）之间的接缝处密封，三者组成密闭的空间；冷却介质经由冷却罩气体入口（10）流入实验装置，经冷却罩气体出口（11）流出测量装置。

2.根据权利要求1所述一种带卷材料径向等效导热系数的测量装置，其特征在于：所述管形加热器附有温度控制器，设在两个耐热陶瓷套筒之间，将电阻丝进行螺旋布置，通过温度控制器，控制电阻丝的发热功率，达到调节加热温度的目的，与冷却罩协调使用，能达到调节带卷径向热流量的目的。

3.根据权利要求1所述一种带卷材料径向等效导热系数的测量装置，其特征在于：所述温度数据采集器，采集实验装置上所有测温热电偶的数据，并直接转换为温度数据，采集频率为10Hz以上；所述温度数据采集器只要能够满足温度采集的需求，即可配合本发明提供的设备和方法一同使用，并测量带卷材料径向等效导热系数。

4.根据权利要求1所述一种带卷材料径向等效导热系数的测量装置，其特征在于：所述管形量热计为一热物性参数已知的金属材料制成，通过测量管形量热计内外壁面温度、内部温度，结合其热物性参数，可计算得到通过管形量热计的热流量和各个位置的热流密度；同时，带卷材料是卷取成卷的形式，套在管形量热计外部的，两者之间有一定的间隙，测温热电偶可通过该间隙引出。

5.根据权利要求1所述一种带卷材料径向等效导热系数的测量装置，其特征在于：所述下部隔热支撑板，主要由绝热材料和钢板组成，绝热材料布置在内侧，起到降低装置散热量的作用，尤其是降低带卷、管形量热计轴向方向的热流量；钢板主要起到支撑作用；下部隔热板上设置有热电偶出入孔、电阻丝加热导线出入孔，出入孔采用耐高温绝缘陶瓷与下部隔热板隔离；此外，在钢板外缘设计有密封装置，便于与冷却罩之间的连接和密封。

6.根据权利要求1所述一种带卷材料径向等效导热系数的测量装置，其特征在于：所述上部隔热板，主要由绝热材料和钢板组成，绝热材料布置在内侧，起到降低装置散热量的作用，尤其是降低带卷、管形量热计轴向方向的热流量；钢板主要起到支撑作用；此外，在钢板外缘设计有密封装置，便于与冷却罩之间的连接和密封。

7.根据权利要求1所述一种带卷材料径向等效导热系数的测量装置，其特征在于：所述冷却罩，其内层布置绝热材料，外层为钢板作为支撑；在冷却罩上设置有冷却气体出口和入口；通过控制冷却气体的流量，能调节带卷外侧环境的温度；冷却罩与管形加热装置协调使用，能调整带卷温度水平和带卷径向温度差，从而间接调节了带卷径向的热流量，达到测量不同温度条件下带卷径向等效导热系数的目的。

8.采用权利要求1所述一种带卷材料径向等效导热系数的测量装置的测量方法，其特征在于：采用本发明提供的带卷材料径向等效导热系数的测量装置，通过管形加热器和冷却罩建立温度梯度，当传热过程达到稳定状态后，通过测温数据计算管形量热计的径向热流，取多个方向的平均值，根据被测带卷的内外半径和内外壁面温度，按照圆筒壁的一维径向稳态导热公式，计算得到被测带卷材料的径向等效导热系数，为了降低计算误差，作为最终结果的径向等效导热系数为多个方向的平均值。