[发明专利]一种有机相变储热材料体积变形的测试装置与方法

权利要求书

1.一种有机相变储热材料体积变形的测试装置，其特征在于：

它包括连通容器(10)、水浴加热装置(11)、固定支架(13)和激光位移传感器(12)；

所述激光位移感应器(12)固定在固定支架(13)的竖形杆上，所述水浴加热装置(11)设置在固定支架(13)的底板上，所述连通容器(10)设置在水浴加热装置(11)内部；

其中，所述连通容器(10)包括圆形细管(1)、底部连通细管(2)、圆形粗管(3)、开口细管(4)、密封盖(5)、温度传感器(6)、橡胶塞(7)、塑料片(8)和纱网(9)；

所述圆形细管(1)和圆形粗管(3)通过底部连通细管(2)相互连通；所述圆形粗管(3)的顶部开有两个孔，其中，一个孔采用密封盖(5)进行密封，另一孔连通有开口细管(4)，所述开口细管(4)采用橡胶塞(7)进行密封；

所述有机类相变储热材料通过纱网(9)设置在圆形粗管(3)内，并且固定在密封盖(5)的底部而不会漂浮到开口细管(4)中；所述温度传感器(6)固定在圆形粗管(3)内记录包含有机类相变储热材料的整体液相体系的温度变化；

所述圆形细管(1)中水面上设有塑料片(8)。

2.根据权利要求1所述的一种有机相变储热材料体积变形的测试装置，其特征在于所述开口细管(4)直径小于圆形粗管(3)直径。

3.根据权利要求1或2所述的一种有机相变储热材料体积变形的测试装置，其特征在于所述开口细管(4)的高度大于密封盖(5)的高度30～50mm。

4.根据权利要求3所述的一种有机相变储热材料体积变形的测试装置，其特征在于所述连通容器(10)的材质是玻璃或工程塑料。

5.一种有机相变储热材料体积变形的测试方法，其特征在于它按以下步骤实现：

步骤一：将连通容器(10)进行称重，质量为M₁，并称取一定量的有机类相变储热材料，质量为m；

步骤二：通过开口细管(4)向连通容器(10)中的圆形粗管(3)中注入2/3高度的水，用纱网(9)包裹住称好的有机类相变储热材料，从开口细管(4)放入到封密盖(5)的下端；

继续注水至开口细管(4)管口处齐平，用橡胶塞(7)塞紧，将连通容器上下左右摇晃并静置一段时间，待气泡完全排出后，再注水至开口管(4)的管口齐平，用橡胶塞(7)塞紧；

通过圆形细管(1)向连通容器(10)中继续注水至其高度高于开口细管(4)管口50mm以上，再将塑料片(8)放到圆形细管(1)的水面上，擦去连通容器(10)表面水分，将注水后的连通容器(10)进行称重，质量为M₂；

步骤三：将整个连通容器(10)放入水浴加热装置(11)内，通过激光位移传感器(12)记录连通容器(10)内液体的初始温度T₁，用固定支架(13)将激光位移传感器(12)固定到连通容器(10)的细管(1)的正上方，用激光位移感应器(11)记录塑料片(8)的初始距离L₁；

步骤四：启动水浴热装置(11)，通过温度传感器(6)监测连通容器(10)内水的温度，水的温度需高于有机类相变储热材料的相变温度，加热一定时间后，待有机类相变储热材料完全相变稳定之后，通过温度传感器(6)记录连通容器(10)内液体的温度T₂，并用激光位移感应器(12)测试塑料片(8)的距离L₂；

步骤五：计算有机类相变储热材料体积变化率

由有机类相变储热材料相变膨胀产生的水位差△L＝L₁-L₂-L_水，L_水是水受热膨胀在圆形细管(1)处上升的高度，

α是水的热膨胀系数，ρ_水是水的密度，D是连通圆形细管(1)的直径；

已知有机类相变储热材料的密度为ρ，通过以下公式可计算有机类相变储热材料体积变化率β=π(D/2)2ΔLm/ρ×100%;]]>

通过整理，最终可按以下公式计算有机类相变储热材料体积变化率：