[发明专利]一种岩土比热容测试仪

说明书

本发明公开了一种岩土比热容测试仪，测试仪采取完全密闭的反应环境，上端盖下部粘结橡胶圈，盖边缘设置卡扣。反应器为中空隔热材料。容器壁上下各设置一个磁铁式热敏探头。容器壁靠近底部设置进水导管，导管为螺栓可拆卸式，进水处设置插入式热敏探头。同时在容器底部内侧也设置热敏探头。容器底部内侧设置旋转突起。基座上设置电动机，电动机齿轮带动反应容器旋转，容器壁周围设置与底座相连的圆形套箍，底部套箍上设置钢珠滑动装置。本测试仪考虑到了各种对岩土体比热容测试精度的影响因素，大幅提高了测试精度；同时，测试仪大幅缩短了反应时间，测试一个样品的时间仅20分钟左右。

技术领域

本发明涉及岩土体比热容测试，具体指一种岩土体比热容测试仪。

背景技术

比热容是岩土体的一种重要热力学参数，对于岩石温度场具有很大影响，准确获得岩土体比热容，对于研究地层热储参数具有重要意义，在地热领域应用广泛。目前市场主流的BRR岩土比热容测试仪原理是将不同温度的水和岩土体粉末进行混合，达到恒定温度后。可以求得水和岩土体粉末的温度变化值，在已测得岩土体和水的质量之后，水的比热容已知，根据能量守恒定律：

则可以计算得到岩土体粉末的比热容。但是在测试过程中，由于反应装置密闭性差、反应容器本身吸热的原因，造成了一部分热量的损失，这部分热量如果忽略不计，则必然造成较大的误差。同时，实验要求将岩土体加热到一指定温度，由于岩土体导热系数小，加热过程耗费时间极长。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以准确，高效的测量岩土体比热容的测试仪。

本发明使用的反应器，密闭性好，几乎没有热量散失。同时考虑了容器壁的吸热情况，提高了测量精度。

同时，传统的比热容测试，水为室温状态，将岩土体粉末加热到一指定的温度。由于岩土体本身矿物导热系数差，而且粉末状态增加了孔隙度，导致整体导热系数极小。所以，加热岩土体往往需要很长时间。在以往实验操作中，将岩土体加热到45℃需要90分钟左右。本发明改进加热机制，岩土体保持自然温度下，加热水，由于水的导热系数很大，实验表明，同等实验条件下，水加热到45℃仅需要12分钟左右，极大提高了效率。

一种岩土比热容测试仪计算公式如下：

本发明包括上端盖、卡扣、容器壁固定环、约束钢箍、进水导管、第一插入式热敏探头、导管固定螺栓、支撑钢箍、滑动装置、上端盖橡胶圈、第一磁铁式热敏探头、反应容器、支座固定支撑、第二磁铁式热敏探头、第二插入式热敏探头、电动机、底部支座、螺旋突起、钢珠约束架、磁片、热敏探头、探头导线、插入管径、橡胶垫、热敏探头、针形筒、探头导线和针形筒密封盖；

上端盖通过卡扣和容器壁固定环以及上端盖橡胶圈与反应容器紧密结合在一起；进水导管通过导管固定螺栓与反应容器连通，进水导管设置第一插入式热敏探头，第一插入式热敏探头靠近反应容器的位置；反应容器的外壁上下端分别设置第一磁铁式热敏探头和第二磁铁式热敏探头；反应容器底部设置有第二插入式热敏探头，支座固定支撑设置在底部支座上，支座固定支撑的下部内壁设置底部支座，反应容器的底部通过滑动装置设置在支撑钢箍上，约束钢箍和支撑钢箍通过支座固定支撑与底部支座相固定，电动机固定在底部支座上，电动机的输出轴与反应容器的底部连接在一起，电动机能带动反应容器转动，反应容器的内部底面具有螺旋突起。