[实用新型]一种固液相变材料体积变化率测试实验装置

说明书

一种固液相变材料体积变化率测试实验装置，属于材料科学和海洋科学的交叉研究领域。所述装置包括液压装置、上位机、压力控制装置和温度控制装置。所述液压装置从下到上依次包括基座、液压缸和密封塞，所述压力控制装置包括依次管道连接的油箱、双向油泵、控制阀a和压力传感器，所述温度控制装置包括控制阀b、调控装置、循环水泵和恒温水箱，所述上位机分别与双向油泵、压力传感器、温度传感器、电加热器和制冷机组相接。本实用新型所述装置可准确模拟不同深度下海水的温度、压力等参数，用于研究不同相变材料、相变环境压力、外界流体温度和相变装置结构对相变材料体积变化率和相变速率的影响，揭示相变过程中两相界面的运动规律。

技术领域

本实用新型属于材料科学和海洋科学的交叉研究领域，涉及一种固液相变材料体积变化率测试实验装置。

背景技术

近年来，人们对海洋资源开发、海洋科学研究和海洋环境探测的关注度日益加剧。作为一种重要的海洋观测手段，海洋观测平台凭借其结构简单、工作效率高、工作区域宽、隐蔽性能好、续航能力强等优点成为获取海洋环境信息的主要设备。海洋观测平台的续航能力对其工作效率起着至关重要的作用，研发高续航能力的观测平台已经成为一种必然趋势。然而，海洋观测平台的动力供应问题一直是制约其远距离、长时间作业的技术瓶颈。在能源领域，海洋温差能作为一种可再生的绿色能源，具有非常广阔的应用前景。尤其是利用海洋温差能进行发电，可以保证海洋观测平台长时间、远距离开展工作。

获取温差能的相变装置是温差动力系统中最主要的部件之一，其内部的相变材料在发生固液(液固)相变时产生体积变化，这种体积变化可驱动发电装置运转，将温差能转化为电能。相变装置的工作特性受多种因素的影响，包括相变材料特性、海水温度压力参数、相变装置尺寸等。现有实验装置仅能够调节温度或压力一项环境参数，无法同时研究相变材料体积变化率与温度和压力的关系，综上所述，本实用新型旨在研制一种测量相变材料体积变化率和相变速率的测试实验装置，以揭示相变过程中相变材料的体积变化规律以及影响体积变化的因素。

实用新型内容

解决的技术问题：为揭示固液相变材料在相变过程中的体积变化规律以及影响体积变化的因素，本实用新型提供一种固液相变材料体积变化率测试实验装置，可用于研究不同温度、不同压力、不同相变装置尺寸条件下多种相变材料的体积变化规律，为基于温差能动力的海洋观测平台的研究提供前期的实验基础。

技术方案：一种固液相变材料体积变化率测试实验装置，所述装置包括液压装置、上位机、压力控制装置和温度控制装置；

所述液压装置从下到上依次包括基座、液压缸和密封塞，所述液压缸包括进油口、载油区、活塞、测试区和顶端开口，所述进油口设于液压缸底部，所述载油区、活塞和测试区从下到上依次设于液压缸腔体内部，并且载油区和测试区互不连通，所述载油区装载液压油，所述测试区从下到上依次装载水和相变材料，所述密封塞设于液压缸顶端开口处；

所述压力控制装置包括依次管道连接的油箱、双向油泵、控制阀a和压力传感器，所述压力传感器与液压缸底部进油口管道连接；

所述温度控制装置包括调控装置和恒温水箱，所述液压装置设于恒温水箱内部，所述调控装置包括温度传感器、电加热器、制冷机组，所述温度传感器、电加热器和制冷机组设于调控装置内部，所述调控装置顶部设有出水管、底部设有进水管，所述恒温水箱顶部与调控装置出水管相接，所述恒温水箱底部与调控装置进水管相接；

所述上位机分别与双向油泵、压力传感器、温度传感器、电加热器和制冷机组相接。

作为优选，所述调控装置还包括搅拌器，所述搅拌器设于调控装置内部。

作为优选，所述调控装置顶部出水管上设有循环水泵，所述调控装置底部进水管上设有控制阀b。

作为优选，所述液压缸直径为20mm、30mm、40mm或者50mm。

作为优选，所述液压缸的外壁设有刻度线。