[发明专利]一种测量复合相变材料蓄热性能的装置及其测量方法

说明书

本发明公开了一种测量复合相变材料蓄热性能的装置及其测量方法，属于相变材料技术领域，该装置通过在封装盒内设置支架，并在支架的下部设置多个热电偶，在封装盒外部设有与热电偶电性连接的测温仪，以及用于提供热源的散热源，使用时，散热源与封装盒底部接触，封装盒内部的复合相变材料吸热后融化，安装在支架上的热电偶感知到封装盒内相变材料的温度变化后，将温度值传递到测温仪，该装置可测量封装在封装盒中的复合相变材料蓄热过程中的温度场分布，从而得出复合材料的相变情况。结构简单，节能环保，可有效测量复合相变材料蓄热过程中的温度分布。

技术领域

本发明属于相变材料技术领域，涉及一种测量复合相变材料蓄热性能的装置及其测量方法。

背景技术

复合材料的相变换热属于多种物理场交互耦合，以及固-液两相流动、传热和传质的复杂过程。目前，诸多学者实验和理论研究了相变复合材料的蓄热过程。他们指出单纯石腊相变换热以自然对流为主，内部瞬态温度变化率差别较大，聚乙烯的添加可有效提高复合相变材料的致密性和均匀度，添加泡沫铝和泡沫铜对相变温度场和响应时间有重要影响，它会提高相变过程温度保持恒定的特征，孔隙率的增大会延长相变材料完全融化的时间，减小复合材料的导热系数。也有学者仅考虑石蜡和泡沫铜间的非平衡效应。他们还发展了多孔介质模型和焓-多孔度技术来模拟相变材料的熔化过程，通过建立方形锂电池生热的瞬态导热模型，来分析相变材料对锂电池散热效果的影响。

然而，以上对相变换热的实验和数值模拟多为定性讨论，缺乏对相变换热过程中无量纲参数的定量分析，有必要提供一种实验装置来实验研究复合相变材料蓄热过程中温度分布变化情况。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种检测复合相变材料蓄热性能的装置及其检测方法该装置结构设计合理，能够有效测量复合相变材料在蓄热过程中的温度分布参数。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明公开的一种测量复合相变材料蓄热性能的装置，包括封装盒和支架，待测量的复合相变材料封装于封装盒内部，支架置于封装盒中，在支架下部设置若干热电偶，支架上部伸出封装盒顶部，在封装盒外部安装有与热电偶电性连接的测温仪；还包括用于提供热源的散热源，使用时，散热源与封装盒底部接触。

优选地，在所述支架上，沿支架圆周布置两层热电偶，每层上的若干热电偶均匀环绕布置。

进一步优选地，使用时将散热源置于若干热电偶环绕形成的圆心位置。

优选地，封装盒顶部的盖板上开设有接口，接口上螺纹连接有套管，所述支架的顶端通过套管伸出封装盒。

进一步优选地，热电偶与测温仪采用导线相连，导线缠绕在支架上，并通过棉线固定；若干根导线集结后通过套管伸出封装盒，并通过卡套固定，套管上端胶装密封。

优选地，在支架底部设有用于支撑其的支承。

进一步优选地，所述支架底部为三角形分叉，每个分叉上设置2根支承，6根支承焊接于封装盒的底部。

优选地，支架是采用聚氯乙烯制备而成的杆，杆的直径为2-3mm。

本发明还公开了采用上述的测量复合相变材料蓄热性能的装置进行测量的方法，包括：

将封装盒底部与散热源接触，置于封装盒内部的复合相变材料吸热后融化，安装在支架上的热电偶感知温度变化，将温度值传递到测温仪上，检测到复合相变材料的散热状况，通过将温度值与复合相变材料的熔点相比较，确定复合相变材料的相变状况。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：