CN206671235U - 一种测量高温流动液体比热容的测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种测量高温流动液体比热容的测量装置，包括样品瓶、平流泵、背压阀、压力表、冷却水箱、采集***、量热器、真空腔体和真空泵，平流泵与样品瓶相连，样品瓶通过管路与背压阀连接，背压阀通过管路与冷却水箱相连，压力表安装在背压阀的一侧；测量装置还包括量热器，量热器包括微型加热器一、微型加热器二、加热柱一、加热柱二和测温块，冷却水箱通过管路与微型加热器一相连，微型加热器一通过管路与测温块相连，测温块通过管路与微型加热器二相连，微型加热器二通过管路与加热柱一相连，加热柱一通过管路与加热柱二连接，加热柱二与平流泵相连，通过电加热控制温度和背压阀控制压力可实现较广温度和压力区间内液体比热容测量。

Description

一种测量高温流动液体比热容的测量装置

技术领域:

本实用新型属于流体热物性测试技术领域，具体涉及一种测量高温流动液体比热容的测量装置。

背景技术：

比热容是常规能源和流体工质应用中的重要参数，是检验状态方程不可或缺的参数，纯液体和混合液体在较宽温度范围内准确的比热容实验数据对于科学研究和工业生产具有重要的指导作用。目前液体比热容测试仪，主要是通过恒温空气或循环浴实现比热容测试所需求的温度控制，之后测量容器内加热前后液体的温差和加热棒热量来得到比热容值，但是这种液体比热容测试仪存在温度控制稳定性差、测试范围窄及测量精度差等缺点。

实用新型内容：

为了克服上述不足，本实用新型的目的在于提供一种测量高温流动液体比热容的测量装置，该测量装置的测量方法简单，测温范围广，测试精度高。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种测量高温流动液体比热容的测量装置，包括样品瓶、平流泵、背压阀、压力表、冷却水箱、采集***、量热器、真空腔体和真空泵，所述平流泵与样品瓶相连，所述样品瓶通过管路与背压阀连接，所述背压阀通过管路与冷却水箱相连，所述压力表安装在背压阀的一侧；所述测量装置还包括量热器，所述量热器包括微型加热器一、微型加热器二、加热柱一、加热柱二和测温块，所述冷却水箱通过管路与微型加热器一相连，所述微型加热器一通过管路与测温块相连，所述测温块通过管路与微型加热器二相连，所述微型加热器二通过管路与加热柱一相连，所述加热柱一通过管路与加热柱二连接，所述加热柱二与平流泵相连；所述加热柱一、微型加热器一、微型加热器二和测温块均置于绝热屏中，所述绝热屏置于真空腔体内，所述真空腔体与真空泵连接，所述加热柱一、热柱二、微型加热器一、微型加热器二和测温块均与采集***连接。

上述测量装置还包括用于测量流经所述量热器液体质量的精密电子天平。

上述测量装置还包括用于控制加热柱一、加热柱二、微型加热器一、微型加热器二输出电压的控制***。

上述微型加热器一和微型加热器二的内部置有扰流子和换热翅片。

上述加热柱一、加热柱二和绝热屏均采用紫铜、或铝材料。

上述测温块为铂电阻。

本实用新型的有益效果：

本实用新型通过电加热温度控制方式和压力控制***可实现较广温度和压力区间内的液体比热容测量，通过测温块(铂电阻)测温可以实现温度的精准测量和控制，通过平流泵和背压阀保证液体在定压下稳定流动，通过微型加热器可以使管路内液体充分换热而达到很高的测试精度。

附图说明:

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。

图1是本实用新型测量高温流动液体比热容的测量装置结构图。

附图标记说明：1样品瓶、2平流泵、4背压阀、5压力表、6冷却水箱、7采集***、8真空腔体、9加热柱一、10加热柱二、11微型加热器一、12微型加热器二、13测温块、14绝热屏、15真空泵。

具体实施方式:

如图1所述一种测量高温流动液体比热容的测量装置，包括样品瓶1、平流泵2、背压阀4、压力表5、冷却水箱6、采集***7、真空腔体8和真空泵15，所述平流泵2与样品瓶1相连，所述样品瓶1通过管路与背压阀4连接，所述背压阀4通过管路与冷却水箱6相连，所述压力表5安装在背压阀4的一侧；所述测量装置还包括量热器，所述量热器包括加热柱一9、加热柱二10、微型加热器一11、微型加热器二12、测温块13和绝热屏14，所述冷却水箱6通过管路与微型加热器一11相连，所述微型加热器一11通过管路与测温块13相连，所述测温块13通过管路与微型加热器二12相连，所述微型加热器二12通过管路与加热柱一9相连，所述加热柱一9通过管路与加热柱二10连接，所述加热柱二10与平流泵2相连；所述加热柱一9、微型加热器一11、微型加热器二12和测温块13均置于绝热屏14中，所述绝热屏14置于真空腔体8内，所述真空腔体8与真空泵15连接，所述加热柱一9、热柱二10、微型加热器一11、微型加热器二12、测温块13均与采集***7连接。

采用本实用新型进行测量的步骤为：

(1)通过真空泵15将真空腔体8抽取至10Pa的真空环境，来削弱量热器的热损失从而提高测试精度；

(2)打开平流泵2和背压阀4，调节背压阀4使管路内液体在恒定的压力下稳定流动，这样可以实现不同压力下液体的比热容测量；

(3)在平流泵2的作用下，液体通过管路流经冷却水箱6，流入量热器，通过控制***设定微型加热器一11、微型加热器二12、加热柱一9和加热柱二10的输出电压，对流经微型加热器一11、微型加热器二12以及缠绕在加热柱一9和加热柱二10管路中的流动液体进行加热，通过采集***7分析测温块13测量到的流动液体的温度是否平衡。本实用新型输出电压加热功率的采集采用高精度电压信号采集***，不确定度为4.41E-02％；温度信号采集采用标定后的铂电阻，不确定度为0.667％。

(4)流动液体的温度平衡后，采集流经量热器的液体，并通过精密电子天平3测量液体的质量，精密电子天平3的分辨率为0.0001g，因此测试液体质量的不确定度为0.125％。

(5)最后对采集***7采集到的温度信号进行处理，导出比热容测试结果。

本实用新型的微型加热器一11和微型加热器二12的内部置有扰流子和换热翅片，能够使流经微型加热器一11和微型加热器二12的液体充分吸热热量，并混合均匀。

本实用新型的加热柱一9、加热柱二10和绝热屏14均采用紫铜、或铝材料，由于紫铜和铝材料具有很高的导热系数和导温系数，保证了温度控制过程中温度场分布均匀和稳定，可以将测试温度提高至350℃，大大扩大了测试范围，且控温精度高。

Claims (6)

1.一种测量高温流动液体比热容的测量装置，其特征在于：所述测量装置包括样品瓶(1)、平流泵(2)、背压阀(4)、压力表(5)、冷却水箱(6)、采集***(7)、真空腔体(8)和真空泵(15)，所述平流泵(2)与样品瓶(1)相连，所述样品瓶(1)通过管路与背压阀(4)连接，所述背压阀(4)通过管路与冷却水箱(6)相连，所述压力表(5)安装在背压阀(4)的一侧；所述测量装置还包括量热器，所述量热器包括加热柱一(9)、加热柱二(10)、微型加热器一(11)、微型加热器二(12)、测温块(13)和绝热屏(14)，所述冷却水箱(6)通过管路与微型加热器一(11)相连，所述微型加热器一(11)通过管路与测温块(13)相连，所述测温块(13)通过管路与微型加热器二(12)相连，所述微型加热器二(12)通过管路与加热柱一(9)相连，所述加热柱一(9)通过管路与加热柱二(10)连接，所述加热柱二(10)与平流泵(2)相连；所述加热柱一(9)、微型加热器一(11)、微型加热器二(12)和测温块(13)均置于绝热屏(14)中，所述绝热屏(14)置于所述真空腔体(8)内，所述真空腔体(8)与真空泵(15)连接，所述加热柱一(9)、加热柱二(10)、微型加热器一(11)、微型加热器二(12)和测温块(13)均与采集***(7)连接。

2.根据权利要求1所述的一种测量高温流动液体比热容的测量装置，其特征在于：所测量装置还包括用于测量流经所述量热器液体质量的精密电子天平(3)。

3.根据权利要求1所述的一种测量高温流动液体比热容的测量装置，其特征在于：所述测量装置还包括用于控制加热柱一(9)、加热柱二(10)、微型加热器一(11)、微型加热器二(12)输出电压的控制***。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种测量高温流动液体比热容的测量装置，其特征在于：所述微型加热器一(11)和微型加热器二(12)的内部置有扰流子和换热翅片。

5.根据权利要求1-3任一项所述的一种测量高温流动液体比热容的测量装置，其特征在于：所述加热柱一(9)、加热柱二(10)和绝热屏(14)均采用紫铜、或铝材料。

6.根据权利要求1-3任一项所述的一种测量高温流动液体比热容的测量装置，其特征在于：所述测温块(13)为铂电阻。