一種測試管狀材料徑嚮導熱係數的裝置製造方法
2023-06-29 00:52:31
一種測試管狀材料徑嚮導熱係數的裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種測試管狀材料徑嚮導熱係數的裝置，包括在恆溫水箱內設置有測試裝置，恆溫水箱由內筒、外筒和密封板組成。測試裝置包括主加熱器、左右輔助加熱器、左右護熱段、待測樣件和散熱罩，在待測樣件內外壁中沿軸向均布貼有至少七對薄膜鉑電阻，在左護熱段、右護熱段的內壁處各貼有一片輔助薄膜鉑電阻，薄膜鉑電阻導線與溫度顯示儀表連接，交流電的輸出端設置有穩壓器和調壓器，電壓表、電流表與主加熱器的供電電壓和電流連接。本實用新型解決了加熱器加熱溫度不均勻、軸端散熱嚴重、溫度採集精度不高、散熱環境不均勻的問題，適用於準確測量各向異性薄壁圓管材料的徑嚮導熱係數。
【專利說明】一種測試管狀材料徑嚮導熱係數的裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於導熱係數測試領域，具體涉及一種測試管狀材料徑嚮導熱係數的
裝置。
【背景技術】
[0002]導熱係數是表徵材料導熱性能優劣的特性參數，導熱係數是指在穩定傳熱條件下，Im厚的材料，兩側表面的溫差為I度(K，° C)，在I秒內，通過I平方米麵積傳遞的熱量，用λ表示，單位為瓦/ (米?度)。導熱係數是產品設計中必不可少的基礎數據。工程計算中採用的各種材料的導熱係數都是用專門實驗測試出來的。
[0003]實際中以測試的結果來代表產品的使用性能，通常管狀材料的導熱係數由管狀測試裝置進行測定。目前，測試管狀材料導熱係數的方法為穩態圓管法。現有穩態圓管法在測試管狀材料導熱係數時通常存在加熱溫度不均勻、軸端散熱嚴重、溫度採集精度不高、測試段散熱不均勻的缺點，並且對薄壁、較大直徑、各向異性導熱管狀材料的徑嚮導熱係數測試未有相關研究。
[0004]為解決穩態圓管法測試中存在的問題，獲得各向異性導熱薄壁管狀材料的徑嚮導熱係數，需要設計一種專門的實驗裝置，以滿足產品的使用性能。
【發明內容】
[0005]本實用新型為解決管狀材料徑嚮導熱係數測試精度低這一問題而提出，其目的是提供一種測試管狀材料徑嚮導熱係數的裝置。
[0006]本實用新型的技術方案是:一種測試管狀材料徑嚮導熱係數的裝置，包括恆溫水箱，在恆溫水箱內設置有測試裝置，恆溫水箱包括橫置的內筒，在內筒的外圓周設置有外筒，在內筒與外筒之間的兩端面處分別設置有環形支撐環，在支撐環的外側、內筒與外筒之間粘接有環形密封環在密封環的外側設置有密封板，在一側密封板中形成有引線口，在外筒的底部設置有兩個弧形支撐架，在外筒下部設置有支承座和進水口，在外筒上部設置有出水口。測試裝置包括主加熱器，在主加熱器的左端設置有左輔助加熱器，在主加熱器的右端設置有右輔助加熱器，在主加熱器的外圓周設置有管狀材料的待測樣件，在待測樣件的左端粘接有左護熱段，在待測樣件的右端粘接有右護熱段，在待測樣件內外壁中沿軸向均布貼有至少七對薄膜鉬電阻，在左護熱段、右護熱段的內壁處各貼有一片輔助薄膜鉬電阻，在待測樣件的外圓周設置有散熱罩，在待測樣件與散熱罩之間設置有填充材料。
[0007]所述的薄膜鉬電阻和輔助薄膜鉬電阻通過穿過引線口的導線和溫度顯示儀表連接，交流電的輸出端設置有穩壓器和調壓器，電壓表、電流表通過穿入引線口的導線與主、輔助加熱器的供電電壓和電流導線連接。
[0008]在所述的主加熱器與左輔助加熱器之間、主加熱器與右輔助加熱器之間留有隔縫。
[0009]所述的隔縫的寬度為4 mm。[0010]所述的主加熱器、左輔助加熱器、右輔助加熱器均為鋁筒外纏繞矽橡膠電熱膜，內部填充乙烯材料。
[0011]所述的填充材料為120#剛玉砂。
[0012]本實用新型解決了加熱器加熱溫度不均勻、軸端散熱嚴重、溫度採集精度不高、散熱環境不均勻的問題，適用於準確測量各向異性薄壁圓管材料的徑嚮導熱係數。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型的整體結構示意圖；
[0014]圖2是本實用新型中恆溫水箱的結構示意圖；
[0015]圖3是本實用新型中測試裝置的機構示意圖。
[0016]其中:
[0017]I恆溫水箱2測試裝置
[0018]3內筒4外筒
[0019]5密封環6支撐環
[0020]7密封板8引 線口
[0021]9支承座10弧形支撐架
[0022]11進水口12出水口
[0023]13主加熱器14左輔助加熱器
[0024]15右輔助加熱器 16隔縫
[0025]17填充材料18待測樣件
[0026]19左護熱段20右護熱段
[0027]21薄膜鉬電阻 22輔助薄膜鉬電阻
[0028]23散熱罩24穩壓器
[0029]25調壓器26溫度顯不儀表。
【具體實施方式】
[0030]以下，參照附圖和實施例對本實用新型進行詳細說明:
[0031]如圖1~3所示，一種測試管狀材料徑嚮導熱係數的裝置，包括恆溫水箱1，在恆溫水箱I內設置有測試裝置2。其中，恆溫水箱I包括橫置的內筒3，在內筒3的外圓周設置有外筒4，在內筒3與外筒4之間的兩端面處分別設置有環形支撐環6，在支撐環6的外側、內筒3與外筒4之間粘接有環形密封環5，在密封環5的外側設置有通過螺釘連接的密封板7，在一側密封板7中形成有引線口 8，在外筒4的底部設置有兩個弧形支撐架10，用於放置加熱測試裝置2。在外筒4下部設置有支承座9和進水口 11，在外筒4上部設置有出水口12。
[0032]其中，測試裝置2包括主加熱器13，在主加熱器13的左端設置有左輔助加熱器14，在主加熱器13的右端設置有右輔助加熱器15，在主加熱器13與左輔助加熱器14之間、主加熱器13與右輔助加熱器15之間留有隔縫16，隔縫16的寬度為4 mm。在主加熱器13的外圓周設置有管狀材料的待測樣件18，在待測樣件18的左端粘接有左護熱段19，在待測樣件18的右端粘接有右護熱段20，在待測樣件18內外壁中沿軸向均布貼有至少七對薄膜鉬電阻21，在左護熱段19、右護熱段20的內壁處各貼有一片輔助薄膜鉬電阻22。
[0033]在主加熱器13與待測樣件18之間設置有填充材料17，在待測樣件18的外圓周設置有散熱罩23，在待測樣件18與散熱罩23之間設置有填充材料17，填充材料17為120#剛玉砂。
[0034]所述的主加熱器13、左輔助加熱器14、右輔助加熱器15均為鋁筒外纏繞矽橡膠電熱膜，內部填充乙烯材料，加熱器加熱的不均勻度不大於0.2°C。隔縫16的寬度為4 mm。
[0035]交流電的輸出端設置有穩壓器24和調壓器25，電壓表、電流表通過穿入引線口 8的導線測量主加熱器13、左輔助加熱器14、右輔助加熱器15的電壓和電流，薄膜鉬電阻21和輔助薄膜鉬電阻22通過穿過引線口 8的導線和溫度顯示儀表26連接。
[0036]本實用新型的測試過程包括如下步驟:
[0037]a.安裝測試裝置前測量待測樣件18的內徑= ?β?.!、外徑F2 = ΛΑ.,長度
1- 400 Imm ；
[0038]b.在待測樣件18內、外壁面成對布置七對薄膜鉬電阻21，其中在距離隔縫16為5mm處的端部各布置一對，其餘五對均部；在距離隔縫16為5mm處的左護熱段19、右護熱段20的內壁各貼有一片輔助薄膜鉬電阻22 ；
[0039]c.按照圖3所示安裝測試裝置，再將測試裝置放置於圖2所示的恆溫水腔內，將薄膜鉬電阻連接溫度顯示儀表，將恆溫水浴連接恆溫水套裝置，連接調壓器、電流表、電壓表;
[0040]d.調節加熱電壓、電流，待測試段圓管內、外壁面溫度穩定後，隔縫兩端溫差小於
0.5°c時，得到測試段的電壓U=:15_2Pf,電流I=IJHi,外壁平均溫度I!=1i?°c，內壁平均溫度I11 = 33Jfir ；
[0041]f.計算待測管狀材料的徑嚮導熱係數<:
[0042]
【權利要求】
1.一種測試管狀材料徑嚮導熱係數的裝置，包括恆溫水箱(1)，在恆溫水箱(I)內設置有測試裝置(2)，其特徵在於:所述的恆溫水箱(I)包括橫置的內筒(3)，在內筒(3)的外圓周設置有外筒(4)，在內筒(3)與外筒(4)之間的兩端面處分別設置有環形支撐環(6)，在支撐環(6 )的外側、內筒(3 )與外筒(4)之間粘接有環形密封環(5 )，在密封環(5 )的外側設置有密封板(7 )，在一側密封板(7 )中形成有弓I線口( 8 )，在外筒(4 )下部設置有進水口( 11)，在外筒(4)上部設置有出水口(12);所述的測試裝置(2)包括主加熱器(13)，在主加熱器(13)的左端設置有左輔助加熱器(14)，在主加熱器(13)的右端設置有右輔助加熱器(15)，在主加熱器(13)的外圓周設置有管狀材料的待測樣件(18)，在待測樣件(18)的左端粘接有左護熱段(19)，在待測樣件(18)的右端粘接有右護熱段(20)，在待測樣件(18)內外壁中沿軸向均布貼有至少七對薄膜鉬電阻(21)，在左護熱段(19 )、右護熱段(20 )的內壁處各貼有一片輔助薄膜鉬電阻(22)，在待測樣件(18)的外圓周設置有散熱罩(23)，在待測樣件(18)與散熱罩(23)之間設置有填充材料(17)。
2.根據權利要求1所述的一種測試管狀材料徑嚮導熱係數的裝置，其特徵在於:所述的薄膜鉬電阻(21)和輔助薄膜鉬電阻(22)通過穿過引線口(8)的導線和溫度顯示儀表(26)連接，交流電的輸出端設置有穩壓器(24)和調壓器(25)，電壓表、電流表通過穿入引線口(8)的導線與分別與主加熱器(13)、左輔助加熱器(14)、右輔助加熱器(15)的供電電壓和電流導線連接。
3.根據權利要求1所述的一種測試管狀材料徑嚮導熱係數的裝置，其特徵在於:在所述的主加熱器(13)與左輔助加熱器(14)之間、主加熱器(13)與右輔助加熱器(15)之間留有隔縫(16)。
4.根據權利要求3所述的一種測試管狀材料徑嚮導熱係數的裝置，其特徵在於:所述的隔縫(16)的寬度為4 mm。
5.根據權利要求1所述的一種測試管狀材料徑嚮導熱係數的裝置，其特徵在於:所述的主加熱器(13)、左輔助加熱器(14)、右輔助加熱器(15)均為鋁筒外纏繞矽橡膠電熱膜，內部填充乙烯材料。
6.根據權利要求1所述的一種測試管狀材料徑嚮導熱係數的裝置，其特徵在於:所述的填充材料(17)為120#剛玉砂。
【文檔編號】G01N25/18GK203720121SQ201420043062
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年1月22日 優先權日:2014年1月22日
【發明者】趙偉利, 王黎明, 冉波, 郭子學, 姜宏民, 龔江城, 周勃, 胡玲玲, 劉巍 申請人:核工業理化工程研究院