[发明专利]一种传热性能测试装置及其测试方法

说明书

本发明涉及一种传热性能测试装置及其测试方法，属于传热技术领域，包括待测件(1)、加热系统(2)、温度测量系统(3)、工质容器(4)、工质(5)、工质吸收装置(6)、质量测试系统(7)和电子计算机(8)。测试时，热量从加热系统(2)依次向待测件(1)、工质容器(4)、工质(5)、工质吸收装置(6)传递。本发明通过质量测试系统测量出工质吸收装置吸收工质后的质量的实时变化情况，从而可计算出热量传递的大小和速率，待测件上下表面的温差通过温度测量系统进行实时测量，待测件的厚度采用游标卡尺进行测量，最终通过计算得到待测件的传热性能(热导率)，具有设备简单、测试方便、精度高等优点。

技术领域

本发明涉及一种传热性能测试装置及其测试的方法，属于传热技术领域。

背景技术

传热是自然界中普遍存在的现象，只要有温差的地方，就存在热量的传递。

热传导是传热的一种基本方式，热传导的性能通常用热导率(又称为导热系数)来表征，热导率表示的是指在稳定传热条件下，1m厚的材料(或装置)，两侧表面的温差为1K(或1℃)，在1小时时间内通过1平方米面积传递的热量，单位为W/(m·K)。

稳态法是测量材料或装置的传热性能(热导率)的一种常用的方法。在采用稳态法进行测量材料或装置的传热性能(热导率)的时候，需要测量待测件的厚度、待测件厚度方向上两端的温差、待测件沿着厚度方向上的传热量，前两个参数相对比较好测量、测量的精度也比较高，对于传热量的测量，采用传统的方法进行测量时的误差往往比较大，特别是在高温条件下或者待测件的热导率比较小的情况下，因为在这两种情况下，热源与周边环境的温差显著增加、或是待测件的热导率与保温材料的热导率相差不大，这都会使得漏热明显增大，从而使得传热量的测量偏差显著增加。

发明内容

本发明目的在于针对在高温条件下或者待测件的热导率比较小的情况下采用现有稳态法测量材料或装置的传热性能(热导率)时传热量不便精确商量的现状，提供一种新型传热性能测试装置及其测试方法，该测试装置和测试方法采用精密电子天平测量工质吸收装置实时吸收工质的速率，通过传质量推算出传热量，最终实现对待测件的传热性能(热导率)的测量，设备简单、测试方便、精度高。

现有技术对质量的测量是比较方便且精度高，而传热传质在特定条件下是密切关联的，着眼于这一点，本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种传热性能测试装置，包括待测件、加热系统、温度测量系统、工质容器、工质、工质吸收装置、质量测试系统和电子计算机。在测试时，待测件的一端与工质容器的下端接触，待测件的另一端采用加热系统进行加热，热量从加热系统依次向待测件、工质容器、工质传递，受热处的工质的温度达到相变点时发生相变，变成蒸汽运行到上方被工质吸收装置吸收。待测件上下表面的温差通过温度测量系统进行实时测量，待测件的厚度采用游标卡尺进行测量，通过质量测试系统测量出工质吸收装置吸收工质后的质量的实时变化情况，从而可计算出热量传递的大小和速率，进而计算得到待测件的传热性能(热导率)。

作为本发明的一种优选技术方案：工质吸收装置内设置有干燥剂(例如无水氯化钙)，干燥剂可以是可再生的、也可以是非再生的。

作为本发明的一种优选技术方案：所述工质为水、丙酮等沸点较低、挥发到环境中也不会产生危害的液体介质。

作为本发明的一种优选技术方案：待测件可以是热导率比较高的材料和装置(例如金属材料和热管等)、也可以是热导率比较低的隔热保温材料(例如气凝胶、保温棉等)。

作为本发明的一种优选技术方案：所述加热系统采用电加热，加热的功率大小可调，加热面的面积大小可调。

一种传热性能测试装置的测试方法，包括以下步骤：

步骤(1)用游标卡尺测量待测件的尺寸并记录下具体的数值；