[发明专利]无机水合盐相变材料相分层测量装置及其测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无机水合盐相变材料相分层测量装置及其测量方法，属于无机相变材料性能评价领域。

背景技术

能够发生固-固、固-液、液-气、或固-气四种相变中的任意一种相变的物质，均可称为相变材料。它是一种能在相变温度附近发生物相变化,同时吸收或释放大量热量的一类特殊材料。相变材料主要有三类：无机相变材料，有机相变材料，复合相变材料。无机水合盐相变材料因有相变温度适中，热导率大，相变潜热大等优点，被广泛应用于太阳能储热，建筑节能等领域。然而，无机水合盐相变材料在实际应用中也存在两个主要问题，即过冷和相分层，它们严重影响无机水合盐相变材料的使用性能。

无机水合盐相变材料在长期的热冷循环的过程中，易出现溶质析出的现象，即为相分层。溶质因密度较大，会沉积到底部，底部的无机盐无法与水结合生成水合盐，起不到储能放热的作用,随着热冷循环次数的增加，水合盐相变材料会逐步降低其储热能力，其相变潜热的损失增大。目前，衡量无机水合盐相变材料相分层的方法主要是采取肉眼观察法，或者通过相机拍照，观察试管中无机水合盐相变材料相分层程度，该类方法没有明确的相分层度的量化指标，只是粗略的观察和估计。因此，获得一种衡量无机水合盐相变材料相分层程度较为准确和量化的测试方法是十分必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种无机水合盐相变材料相分层测量装置及其测量方法，以解决现有的无机水合盐相变材料相分层测量方法粗糙，不能准确量化、精确度低的问题。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

无机水合盐相变材料相分层测量装置，包括箱体；所述无机水合盐相变材料相分层测量装置还包括透明容器、底座、回字形长方体、光电池、LED光源、把手和两根滑杆，透明容器和底座由上至下依次设置在箱体内，回字形长方体套设在透明容器上，光电池和LED光源分别相对设置在回字形长方体内，两根滑杆的一端可抽拉穿设在箱体内，且两根滑杆的一端设置在回字形长方体上，两根滑杆的另一端与把手相连接。

无机水合盐相变材料相分层测量装置的方法，它包括如下操作步骤：

步骤一：首先，在箱体的底部取出透明容器，将无机水合盐相变材料装满透明容器的体积的五分之四，然后，将透明容器放置在烘箱中加热，其加热温度保持在无机水合盐相变材料的相变温度点以上10℃-30℃，该加热温度定义为T，T的具体温度会依据相变材料的不同和使用环境的不同而具体设定，直至无机水合盐相变材料融化为液体；

步骤二：取出透明容器，在空气中冷却，直到无机水合盐相变材料完全凝固结晶，然后，再次将透明容器放入烘箱中加热，加热温度仍为T，加热——冷却——再加热——再冷却，直至到试验所设定的某一冷热循环次数n₀后，再次加热无机水合盐相变材料至温度T，从烘箱取出并立即放回箱体1内；

步骤三：打开LED光源和光电池的开关，光电池通过电流表显示电流数值，记录该数值，把手连接两根滑杆上显示的零刻度值的位置恰好为装有相变材料容器底部的起始位置，读取并记录此时的电流表显示电流数值；随后，以每次间隔为2cm的高度向上提升把手，提升次数为5-10次，记录所有对应的两根滑杆的高度刻度值和电流表显示电流数值，并绘制光电池电流-容器内相变材料高度曲线；

步骤四：重复步骤二N次，再如步骤三的方式记录数值，绘制N条光电池电流-容器内相变材料高度曲线，直到满足试验设计所需无机水合盐相变材料的冷热循环次数N×n₀为止；

步骤五：计算无机水合盐相变材料的相分层程度；

每N×n₀次冷热循环后，无机水合盐相变材料的相分层程度用相分层度Φ_N×n0来表征，具体公式为：

ΦN×n0=Simax·hmax×100%]]>