[发明专利]一种不同堆积状态下颗粒体的导热率测量装置

摘要

本发明提出一种不同堆积状态下颗粒体的导热率测量装置，底座和外壳构成导热率测量装置的壳体；压板螺柱固定在所述底座上，用于提供施加堆积压力时所需的支撑；压板螺母与压板螺柱配合，用于施加堆积压力；压板用于将压力施加于堆积在保持架内的颗粒体；压力传感器用于测量压板作用于其下方的总压力；主加热器为圆形结构，辅助加热器为与所述主加热器同心的圆环形结构；加热器和辅助加热器放置在颗粒体顶部；保持架为具有一定高度的圆环形结构，其圆环内部用于堆积颗粒体；冷却器放置在底座上，用于控制堆积颗粒体底部的温度。本发明可以有效地模拟颗粒体不同的堆积条件，消除了端面接触热阻。

主权项

1.一种不同堆积状态下颗粒体的导热率测量装置，其特征在于，包括底座(8)、外壳(1)、压板螺柱(2)、压板螺母(3)、压板(4)、压力传感器(11)、主加热器(10)、辅助加热器(5)、冷却器(7)、保持架(9)；所述底座(8)和外壳(1)构成所述导热率测量装置的壳体；所述压板螺柱(2)固定在所述底座(8)上，用于提供施加堆积压力时所需的支撑；所述压板螺母(3)与压板螺柱(2)配合，用于施加堆积压力；所述压板(4)用于将压力施加于堆积在保持架(9)内的颗粒体；所述压力传感器(11)用于测量压板(4)作用于其下方的总压力，位于与压板(4)与主加热器(10)之间；所述主加热器(10)为圆形结构，所述辅助加热器(5)为与所述主加热器(10)同心的圆环形结构；主加热器(10)和辅助加热器(5)放置在颗粒体顶部；所述保持架(9)为具有一定高度的圆环形结构，其圆环内部用于堆积颗粒体；冷却器(7)放置在底座(8)上，用于控制堆积颗粒体底部的温度；在主加热器(10)的下表面和冷却器(7)的上表面，沿径向分布若干热电偶测温点；所述底座(8)上设置有过孔；包括多个保持架(9)，保持架(9)的底部和顶部分别设置有阴阳凸缘，用于多个保持架(9)上下重叠时稳固地相互拼接在一起；最下方的保持架(9)的凸缘与冷却器(7)的外缘配合；使用步骤为：步骤一，调整好保持架(9)的重叠高度，向保持架(9)内堆填颗粒体，堆填完毕并铺平后，在颗粒体正上方放置主加热器(10)，在主加热器(10)外套上辅助加热器(5)；在主加热器(10)上方放置压力传感器(11)并盖上压板(4)；步骤二，旋转压板螺母(3)，控制压板(4)压力的大小，通过压力传感器(11)测量压力值，同时测量颗粒体堆积体的高度；步骤三，罩上外壳(1)，调整测量装置内部的气氛环境；步骤四，开启冷却器(7)、主加热器(10)和辅助加热器(5)，当冷却器(7)和主加热器(10)上的热电偶测温点的温度均与设定工况的温度一致时，记录冷却器(7)、主加热器(10)和辅助加热器(5)的工作功率；步骤五，根据所述温度和工作功率计算热阻；步骤六，通过增加或者减少保持架(9)的数量调整颗粒体堆积体的体积，然后重复步骤一至五；多次重复步骤六，获得多组量颗粒体堆积体的高度值和热阻值；步骤七，使用最小二乘法拟合所述多组量颗粒体堆积体的高度值和热阻值获得两个接触端面的热阻值；步骤八，通过控制压板螺母(3)的压紧程度，改变所施加的压力大小，重复步骤一至七，获得不同的单位长度的热阻值，再进行曲线拟合获得压力大小与热阻之间的关系。