申请/专利权人：湖北文理学院

申请日：2021-11-11

公开（公告）日：2024-03-05

公开（公告）号：CN114113205B

主分类号：G01N25/20

分类号：G01N25/20

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.05#授权;2024.02.20#专利申请权的转移;2022.03.18#实质审查的生效;2022.03.01#公开

摘要：本发明公开相变材料相变温度、熔化潜热和比热容的测量方法及装置，包括将液态相变材料注入储料室，将纯净水注入储液室中，用热电偶分别记录相变材料和纯净水的初始温度以及热平衡时的温度；计算出相变材料的比热容；将储料室取出放入冰箱中冷冻直至相变材料变为固态，重新放入储液室中并再次记录温度；利用温度曲线得出相变材料的相变温度，列出相变材料的显热和潜热热平衡方程，计算相变材料的潜热值；取几次实验的平均值作为最终值；本发明以显热测量数据为基础来测量潜热值，具有结构简单、成本低廉、操作便捷和重复精度高，可快速测量相变材料的相变温度、比热容和潜热值，获得相变材料等效热物理性能，方便相变材料在工程上的应用。

主权项：1.相变材料相变温度、熔化潜热和比热容的测量方法，其特征在于，所述测量方法包括如下步骤：S1：将液态的相变材料注入储料室，将纯净水注入储液室中，盖上隔热盖，所述储料室位于所述储液室中，所述纯净水的初始温度大于液态的所述相变材料的初始温度；用热电偶分别记录液态的所述相变材料和所述纯净水的初始温度以及热平衡时的温度，作出温度曲线；S2：根据能量守恒定理，液态的所述相变材料吸热，所述纯净水放热，基于显热平衡方程根据初始温度和热平衡时的温度计算出相变材料的比热容；计算比热容的过程如下：液态的所述相变材料吸收的热量记为Q1，所述储料室吸收的热量记为Q2，所述纯净水放出的热量记为Q3，且Q1+Q2＝Q3；Q1＝c1m1·△T1，Q2＝c2m2·△T2，Q3＝c3m3·△T3△T1＝T3-T1，△T2＝T3-T1，△T3＝T3-T2m2＝ρ2π2r+ddH，m3＝ρ3πR+r+dR-r-dh计算得到液态的所述相变材料的比热容为： 其中，c1、c2和c3分别是相变材料、储料室和纯净水的比热容，c3＝4200Jkg.℃；m1、m2和m3分别是相变材料、储料室和纯净水的质量，单位kg；T1、T2和T3分别是相变材料初始温度、纯净水初始温度和热平衡时温度，单位℃；R、r和d分别是储液室半径、储料室内径和储料室厚度，单位是m；h和H分别是液柱的高度和储料室的高度，单位mS3：将所述储料室从所述储液室内取出并放入冰箱中冷冻，直至液态的所述相变材料变为固态的相变材料，然后将所述储料室重新放入所述储液室中；再次用热电偶记录所述相变材料和纯净水的初始温度以及热平衡时的温度，作出温度曲线；冷冻后的所述相变材料再次放入所述储液室中，所述相变材料的吸热分为两部分，潜热吸热Q4和显热吸热Q5；相变潜热吸热时相变材料温度不变，显热吸热时温度上升，温度曲线拐点处即为相变材料的相变温度T4；相变材料的显热和潜热热平衡方程为：Q4＝m1·△H，Q5＝c1m1·△T4，Q6＝c2m2·△T5，Q7＝c3m3·△T6Q4+Q5+Q6＝Q7，△T4＝T6-T4，△T5＝T6-T4，△T6＝T6-T5；计算可得所述相变材料的潜热值： 其中，△H是相变潜热值，单位Jkg；T4、T5和T6分别是相变温度、二次放入相变材料时储液室的初始温度和二次热平衡后的温度，单位℃；Q6和Q7分别是再次放入后储料室的吸热量和纯净水的放热量，单位JS4：利用温度曲线得出相变材料的相变温度，然后列出相变材料的显热和潜热热平衡方程，计算相变材料的潜热值；S5：改变纯净水的初始温度，重复几次实验，取多次实验的相变材料相变温度、比热容和潜热值的平均值作为最终值。

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