[发明专利]一种新型材料测试装置及测试方法

权利要求书

1.一种管状保温材料导热系数测试装置，包括测试管道(1)和与所述测试管道(1)通过进水管(2)、回水管(3)连接的热水箱(4)，所述测试管道(1)设置在测试箱(5)内，所述测试箱(5)内设置有制冷设备(6)，所述热水箱(4)内设置有加热设备(7)，所述测试管道(1)外设置有待测量的保温材料层(8)，其特征在于，所述进水管(2)和/或所述回水管(3)上设置有流量计(9)，所述测试管道(1)的内壁、外壁分别设置有第一温度传感器(10)、第二温度传感器(11)，所述保温材料层(8)的外表面设置有第三温度传感器(12)，所述测试管道(1)的进水口处、出水口处分别设置有第四温度传感器(13)、第五温度传感器(14)，所述热水箱(4)内设置有第六温度传感器(15)，所述测试箱(5)内设置有第七温度传感器(16)，

管状保温材料导热系数测试装置的管状保温材料导热系数测试方法，包括以下步骤，

S1：将保温材料层(8)装于测试管道(1)外壁，控制所述制冷设备(6)和所述加热设备(7)使得所述测试箱(5)内所述第七温度传感器(16)所测温度和所述热水箱(4)内所述第六温度传感器(15)所测温度均平衡，达到传热稳定；

S2：所述流量计(9)测量传热稳定时所述热水箱(4)内水的流量q₁，所述第一温度传感器(10)、所述第二温度传感器(11)、所述第三温度传感器(12)分别测量所述测试管道(1)内壁、所述测试管道(1)外壁、所述保温材料层(8)外壁的温度t₁、t₂、t₃，所述第四温度传感器(13)、所述第五温度传感器(14)分别测量所述测试管道(1)进水口、出水口处的温度t₆、t₇；

S3：将所述保温材料层(8)从所述测试管道(1)外壁除去，调节所述测试管道(1)内热水的流量，使得保持所述第四温度传感器(13)、第五温度传感器(14)分别所测所述测试管道(1)的进水口处温度、出水口处温度不变，传热稳定后，所述第一温度传感器(10)、所述第二温度传感器(11)分别测量此时所述测试管道(1)内壁、所述测试管道(1)外壁的温度t₄、t₅，所述流量计(9)测量此时所述测试管道(1)内热水的流量为q₂；

S4：由以上数据计算得出所述保温材料层(8)的导热系数λ₂。

2.根据权利要求1所述的一种管状保温材料导热系数测试装置，其特征在于，所述制冷设备(6)、所述加热设备(7)、所述流量计(9)、第一温度传感器(10)、第二温度传感器(11)、第三温度传感器(12)、第四温度传感器(13)、第五温度传感器(14)、第六温度传感器(15)、第七温度传感器(16)均与温度采集控制系统连接。

3.根据权利要求1所述的一种管状保温材料导热系数测试装置，其特征在于，所述回水管(3)靠近所述测试管道(1)的一端设置有排气阀(17)，所述测试箱(5)的底部设置有排水阀(18)，所述热水箱(4)上设置有注水口(19)，所述进水管(2)上设置有水泵(20)。

4.根据权利要求1所述的一种管状保温材料导热系数测试装置，其特征在于，所述第一温度传感器(10)、第二温度传感器(11)、第三温度传感器(12)、第四温度传感器(13)、第五温度传感器(14)、第六温度传感器(15)、第七温度传感器(16)均为热电偶。

5.根据权利要求1所述的一种管状保温材料导热系数测试装置，其特征在于，所述测试箱(5)内设置有水位限位器(21)。

6.根据权利要求1所述的一种管状保温材料导热系数测试装置，其特征在于，所述步骤S4具体包括以下步骤：

S41：计算无所述保温材料层(8)时，所述测试管道(1)上消耗的热量Q₁和所述测试管道(1)进出口温度差所计算出的热量Q₃，

Q₃＝Q₁+△Q₁；

S42：计算有所述保温材料层(8)时，所述测试管道(1)上消耗的热量Q₂和所述测试管道(1)进出口温度差所计算出的热量Q₄，

Q₄＝Q₂+△Q₂；

其中，△Q₂和△Q₁均为损失的热量，r₁、r₂分别为所述测试管道(1)的内表面半径、外表面半径，r₃为所述保温材料层(8)外表面半径，c为水的比热容，ρ为水的密度；

S43：根据△Q₂和△Q₁相等，得出以下公式计算所述保温材料层(8)的导热系数λ2，