[发明专利]高温固体界面动态接触换热系数的测量方法和测量装置

摘要

本发明涉及一种高温固体界面动态接触换热系数的测量方法和测量装置，特别适合于金属、陶瓷及复合材料在高温下的固体界面动态接触换热系数的测量。测量装置主要设有真空室、液压缸、冷端试样、工控机、加热系统、固定夹头、热端试样、测温热电偶和移动夹头等；在真空室中将冷端试样装卡于移动夹头，热端试样装卡于固定夹头；将热端试样加热后，启动液压冲击加载系统，使冷端试样以一定的速度或一定的接触压力完成与热端试样的接触并保持接触传导状态；工控机将采集接触过程中的相关数据并进行计算处理，从而获得两种材料的固体界面动态接触换热系数。本发明可以解决现有固体界面接触换热系数测量中，温度区间偏低、传热过程难以实现动态化等问题。

主权项

1、一种高温固体界面动态接触换热系数的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)根据试样夹头尺寸，将两种待测材料加工成等截面的圆柱试样，并用同样型号的砂纸对其接触表面进行打磨处理，以确保其具有相同的表面粗糙度；(2)对所有实验所用的热电偶进行标定，并与工控机上的数据采集卡连接，由工控机来实时采集、显示和处理热电偶的温度值，并通过加热控制器控制加热系统的加热电源；(3)将测量用热电偶依次均布点焊于两试样的同侧表面；(4)根据测量要求，在真空室中将冷端试样装卡于移动夹头，热端试样装卡于固定夹头，并调整两试样间的间隙，闭合真空室；(5)启动机械泵使真空室达到低真空状态，真空度5×10-1Pa-1×10-1Pa；再启动扩散泵使真空室达到要求的高真空状态，真空度5×10-3Pa-1×10-3Pa；(6)加热系统开始工作，将热端试样的受热端快速加热到设定温度150～1300℃，加热速度为50～200℃/秒，通过热电偶测量和加热控制器反馈使加热系统继续加热热端试样直至温度稳定在预设测量温度下；(7)启动液压冲击加载系统，以接触速度控制模式或接触压力控制模式由液压缸驱动移动夹头，使冷端试样以一定的速度或一定的接触压力完成与热端试样的接触并保持接触传导状态；其中，接触速度0.01mm/s～2000mm/s，接触压力0～600MPa；(8)工控机将采集接触过程中的相关数据并进行计算处理，从而获得两种材料的固体界面动态接触换热系数；(9)测量结束后，关闭加热系统，卸载液压冲击加载系统，泄真空，待试样自然冷却后取出。