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DRX-I-YTX

點擊次數(shù):3122     更新時間:2010-10-25

 

DRX-I-YTX
                 流體液相物質(zhì)導熱系數(shù)測試儀
 
、概述
材料的熱導率是研究材料物理性能的個重要參數(shù)指標,在航空、原子能、建筑材料,非金屬材料等工業(yè)部門都要求對有關(guān)材料的熱導率,進行預測或?qū)嶋H測定。其測試方法分為穩(wěn)態(tài)法和動態(tài)測試法,該儀器基于法的原理,主要用于測試流體液相物質(zhì)或氣體的導熱系數(shù)以及傳熱性能的研究。由計算機自動完成測試工作,并對各狀態(tài)點進行數(shù)字化顯示。亦可人工完成測試,滿足了氣體和飽和液相物質(zhì)導熱系數(shù)的高精度測試要求。為研究新型燃料的熱物性數(shù)據(jù)提供了種有效快捷的方法。
二、儀器的主要技術(shù)性能
主要測試流體,飽和液相物質(zhì),氣體除稀薄氣體的導溫,導熱等熱物性參數(shù)。用于這些新型原料在室溫-300度范圍導熱系數(shù),導溫系數(shù),傳熱性能研究。低溫狀態(tài)可定制特殊裝置完成。
1、導熱系數(shù)范圍:大于0。2w/m·k
2、儀器實現(xiàn)數(shù)字化測溫,精度優(yōu)于0.2級。
3、測量結(jié)果,準確度±2%,重復性:±2%
4、計量加熱功率可調(diào)節(jié)±1%。長度150mm,直徑0.35mm,99%的鉑絲.有單和雙兩種供選擇. 
5、可測液體物質(zhì)的比熱,精度不大于±3%,(該功能用戶需要時注明)。
6、試樣容積:100ml ,180ml兩種(可選)。
7、可連接計算機實現(xiàn)全自動測試。
8、可以完成瞬態(tài)法測試,儀器對實驗溫度實現(xiàn)可控狀態(tài)下的測試;并可達到zui高溫度300℃。低溫可達-100度。(定制裝置)
9、儀器實現(xiàn)數(shù)字化及測溫程度優(yōu)于0.2級,室溫自動電子補償,亦可采用外部冰點補償。
10、電源:220V/50HZ,采用高精度穩(wěn)壓電源。
11、可顯示實驗參數(shù)、曲線,并實現(xiàn)數(shù)據(jù)打印輸出。由計算機對實驗數(shù)據(jù)進行擬合。
12、儀器工作條件
①環(huán)境溫度      10°~35℃
②相對濕度      ≤80%RH
③室溫要求穩(wěn)定 日平均溫度波動≤±1.5℃
三、儀器裝置
1、 實驗原理
瞬態(tài)法作為測量流體導熱系數(shù)的zui準確的方法,已經(jīng)被廣泛采用并得到*,它的測量原理是對在無限大的介質(zhì)中處于熱平衡的無限長線熱源施加脈沖熱流,線熱源的溫度隨即產(chǎn)生變化,根據(jù)溫升時間的變化關(guān)系,就可以得到介質(zhì)的導熱系數(shù),基本工作方程為:
ΔTi(r0,t)= (q /4πλ)lnt+ (q /4πλ)ln (4a/ r2 C ) -----(1)
式中: λ和a分別為介質(zhì)的導熱系數(shù)和熱擴散系數(shù); ΔTi為的理想溫升;q為單位長度線熱源的加熱量;t為加熱的時間;r0 為的半徑;C=1.718…為歐拉常數(shù).由式(1)可知,的理想溫升與加熱時間的對數(shù)呈線性關(guān)系,因此可以從線性回歸的斜率得到被測流體的導熱系數(shù),并且從截距可以得到流體的熱擴散系數(shù),進而可以得到其定壓比熱容.對于實驗裝置的研制,應盡可能接近于理想模型,但是對于不同的測量環(huán)境,仍然需要對實測溫升采取些必要的修正,使其接近于理想線熱源的溫升.通過系列溫度修正,即可使實測溫升滿足理想溫升.主要有的物理性質(zhì)、雙的直徑差等,本裝置實驗溫度低于300度,因此不用考慮輻射的影響.試驗模型由計算機模擬完成,修正系數(shù)由軟件實現(xiàn). 瞬態(tài)法導熱系數(shù)測量實驗系統(tǒng)主要包括恒溫槽與溫度控制系統(tǒng)、溫度測量系統(tǒng)、導熱系數(shù)測量裝置、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。實驗中所采用的恒溫槽的恒溫范圍為210~500K時,依據(jù)溫度區(qū)間分別采用無水乙醇和201甲基硅油作為恒溫介質(zhì),實驗過程中,恒溫槽每30min的溫度波動小于±5mK,足以滿足液體導熱系數(shù)測量的溫度要求。
2、 實驗系統(tǒng)及裝置
2.1 實驗系統(tǒng)的組成
整個實驗系統(tǒng)主要由機器本體,加溫控制測量系統(tǒng)、(壓力測量系統(tǒng)可根椐用戶要求定制,壓力測量使用數(shù)字式石英壓力傳感器和差壓變送器)、導熱系數(shù)實驗系統(tǒng)以及些配套的設(shè)備組成.溫度測量采用高精度儀表完成,鉑電阻溫度計,關(guān)于溫度測控系統(tǒng)和壓力測量系統(tǒng)的詳細說明.在導熱系數(shù)測量過程中,溫度波動度小于±10mK,壓力波動度小于壓力傳感器的不確定度±0.7kPa,可以滿足測量需求.
2.2 導熱系數(shù)測量裝置
本裝置采用單法測量,分測量裝置和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)兩部分組成,測量裝置,該測量裝置除了電路部分,金屬部件全部采用不銹鋼1Cr18Ni9Ti,壓力腔體的密封均采用耐腐蝕的聚四氟乙烯,因此可以對絕大部分制冷劑和燃料類等物質(zhì)進行實驗研究.測量本體中有圓柱形腔體,直徑均為10mm,長度分別為170mm,腔體中安裝根直徑為0.35 mm的退火鉑絲,鉑絲的純度(質(zhì)量分數(shù))大于99%,長度分別為150mm,在鉑絲的兩端焊接單獨的電壓和電流測量引線,以消除阻值標定過程中引線電阻的影響.
本裝置研制的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),通過自行開發(fā)的虛擬儀器控制及測量軟件,用計算機對測量的整個過程進行控制.經(jīng)過反復比較選型.
2.3 裝置的檢定
為了檢驗研制的測量系統(tǒng)的性能,本裝置選用甲苯作為液相導熱系數(shù)的標準物質(zhì).甲苯試劑規(guī)格為ABSOLV,標稱純度(質(zhì)量分數(shù))大于99.9%,符合本實驗的要求.沿等溫線測量了213----363K溫度區(qū)間的甲苯的飽和液相導熱系數(shù).本裝置所測的甲苯導熱系數(shù)值與標準值相比較,得到測量的平均偏差為0.37%,zui大偏差為0.73%.
四、操作步驟
()對試樣的要求:
1、取樣應從樣品混合物取。
2、取樣應為飽和液相或飽和氣體
3、并同時取3~5次樣試驗,組試樣必須是同配比原料組成,其容重差小于5%。
(二)、操作
1、完成以上工作后裝好試樣將電源打開,15分鐘后,按實驗要求設(shè)定好實驗溫度,如設(shè)定到100℃,待溫度達到設(shè)定要求后,開始做實驗。
2、所有溫度顯示均穩(wěn)定在設(shè)定溫度范圍±0.5℃時,將計算機開啟,進入測試軟件界面。
3、按計算機提示輸入試驗溫度,若滿足試驗溫度條件,進行下步輸入;容積。
4、此時計算機進入模擬熱流模型狀態(tài);當計算機檢測到,滿足數(shù)學模型,進入測試狀態(tài),每隔定時間檢測出導熱系數(shù),試驗結(jié)束后進入導熱系數(shù)結(jié)果輸出;計算出當次的平均導熱系數(shù)。如聯(lián)接計算機則可以打印出試驗報告。
5、試驗結(jié)束,返回初始狀態(tài),用相同試樣,做3~5次;zui后得出的結(jié)果為該試樣的導熱系數(shù)。
五、注意事項
1、該儀器是基于法的原理;并作了些數(shù)學模型的改進,利用計算機模擬數(shù)學模型進行測試。
2、利用該儀器提供的熱電偶信號輸入,可以模擬法的數(shù)學模型進行測試。利用下式進行計算
          I2·R     tn(t2/t1)
    λ=────·─────   ………………………………(1)
         4πL     θ2-θ1
           IV     ln(t2/t1)
    λ=────·─────   ………………………………(2)
         4πL     θ2-θ1
式中:λ——導熱系數(shù),W/(m·K);
        I——加熱電流,A;
        V兩瑞電壓,V;
        R試驗溫度下的電阻,Ω;
        L長度,m;
   t1、t2——加熱電流接通后測量的時間,min;
 θ1、θ2——在t1、t2時的對應溫度,℃。
單位:M/m.k
結(jié)果:到小數(shù)點后三位有效數(shù)字。
3、該試驗要求,制樣,以保證測試結(jié)果的性。
4、參照隨機所配樣本尺寸厚度制取試樣。
5、所配計算機為臺式機;與 儀器的接口線應盡量短。
6、電源要求220V,由本機所帶高精度穩(wěn)壓電源提供,用戶外接電源,應確保可靠性和接地性能良好。
六、產(chǎn)品配套
 
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