[发明专利]一种流动高温熔盐流体绝热比热容测试系统

说明书

本发明公开一种流动高温熔盐流体绝热比热容测试系统，其包括实验测试子系统、电桥测试子系统、信息采集及控制子系统；实验测试子系统包括绝热釜、位于绝热釜内的量热器以及待测样品的输送通道，且在待测样品的输送通道上有相应的加热装置；电桥测试子系统包括共用两个电阻的两个惠斯通电桥，可通过测量已知电阻的电阻值得到待测样品的电阻；信息采集及控制子系统用于采集系统的所有电压、压力和压强信号，并计算待测样品的比热容。本发明拓宽了温度和压力的测量范围，为工程设计和计算提供了一定的理论依据。

技术领域

本发明属于储能高温熔盐热物性测试领域，具体涉及一种流动高温熔盐流体绝热比热容测试系统。

背景技术

比热容是物质主要的热物理性质之一，它不仅是科学研究和工程实践的基础数据，也是热物性研究中检验状态方程等关系式的重要参数。目前，对于高温熔融盐流体的热物性研究集中于对导热系数、比热容和热扩散率的直接测量，以及对其凝固后固相物质的微观结构观测。国内外的流动型量热器大部分是针对气体比热容进行研究，对液体的比热容研究，特别是高温高压下液体比热容的研究相对较少。

比热容的测量方法按照量热器热交换方式不同可分为冷却法和加热法两大类；加热法在工程实践及实验测量中比较容易实现，因而被广泛应用。加热法又可分为流动型和非流动型两种，其中非流动型以绝热法测量精度最高，且方法简单直接、测量速度快。非流动型绝热法按照加热方式不同可分为两种；一种是定热量加热法；另一种是连续加热法，也称准稳态法。

而比热容的精确值主要来源于实验测量，测定液体比热容的方法很多，如混合法、比较法、冷却法等，但这些方法只适用于低温下旳测量，比较成熟的高温比热容测量方法主要有差示扫描量热仪(DSC)法、流动型量热仪、绝热量热仪等。绝热法是属于电加热法的一种，其测量的基本原理与流动量热仪相似，即通过测量吸收的热量及温升，进而计算出比热容，绝热法测定比热容其测量精度主要取决于装置的绝热性能，即通过实现良好的绝热来减少热损失，但是绝热法在低温至500℃左右时精度比较高，但当温度高于500℃以后，精度下降，主要是因为随着温度的提高，绝热控制越来越困难，造成辐射热损失增加。

现有高温液体比热测试的方法主要分为加热法和冷却法两种，加热法在工程实践和实验测量中比较容易实现。加热法中的流动型量热仪法和绝热量热法更加简单易于操作且精度较高，但是目前以此原理为基础的测试装置大都无法满足高温熔盐流体的温度测试要求(＞300℃)；且高温熔盐流体具有腐蚀性和导电性，现有的装置无法满足。

发明内容

针对现有的高温熔盐流体比热容测试中存在的不足，本发明提出一种流动高温熔盐流体绝热比热容测试系统，具体技术方案如下：

一种流动高温熔盐流体绝热比热容测试系统，包括实验测试子系统、电桥测试子系统、信息采集及控制子系统；

所述实验测试子系统包括绝热釜，以及位于绝热釜的外部的样品容器、平流泵、背压阀、冷却器、真空泵，和位于绝热釜内部的电加热器、入口温度检测器、量热器、出口温度检测器、外加热带、内加热带、第一热电偶、第二热电偶、压力表；

样品容器、平流泵、电加热器、量热器、冷却器之间依次通过不锈钢管连通；背压阀安装在平流泵与电加热器之间的不锈钢管上，入口温度检测器安装在电加热器和量热器之间的不锈钢管上，出口温度检测器安装在量热器和冷却器之间的不锈钢管上；所述外加热带与内加热带均分别设置在量热器的上下两侧，每个加热带上均布置有第二热电偶，用于检测检测带上的温度变化；所述绝热釜的侧壁上安装所述第一热电偶和压力表，分别用于测量绝热釜内部的环境温度和压力；

所述电桥测试子系统包括直流稳压电源、电桥开关、第一电阻箱、第一电阻、第二电阻、第二电阻箱、第三电阻箱、第一电压表、第二电压表；