[实用新型]一种多温度工况土体热物性参数测试辅助模具

说明书

一种多温度工况土体热物性参数测试辅助模具，属于工程热力学领域，上模具外、内壳间形成上内腔连接上低温恒温循环槽。上模具内壳有上腔。下模具对称。上下腔对扣成测试试样腔，有热物性测试仪测试探头和温度探头伸入。底座上有反力架竖杆，反力架竖杆上有可调节高度的反力架横梁。反力架加载轴底部固定在反力架盖板。反力架加载轴穿过反力架横梁。反力架加载轴上套设弹簧，还有使用本设备的测试方法。可获得土体及其他材料在不同温度工况、不同物理状态下的热物性参数，突破了现有分析将热物性参数当做常数的不合理做法。可获得材料在冻结及融化过程，甚至多次循环工况下的热物性参数，可形成材料热物性参数与温度、含水量、干密度的函数关系。

技术领域

本实用新型属于工程热力学领域，特别涉及一种多温度工况土体热物性参数(导热系数、比热容、热扩散系数和蓄热系数等)测试辅助模具及测试方法，是一种适用于土体不同物理状态(不同干密度、不同含水量和不同温度等)下热物性参数测试的方法与装置，同时也适用于测试其他材料(膏状、固态和粉末等)不同温度状态下的热物性参数。

背景技术

在寒区工程(如寒区铁路工程、公路工程和水利工程等)、地热资源利用、石油输送管道、人工冻结工程、农业等领域均涉及越冬季节温度场变化对工程影响(冻胀及能量交换)评估，尤其涉及多场耦合分析(如传热-传质-受力耦合)情况下，导热系数会很大程度上影响分析结果。土体导热系数作为傅里叶传热定律中的重要参数，以往的研究往往将其看做常数，在涉及寒区温度场正负温变化的工况下明显是不恰当的。而土体作为多孔多相介质，其导热系数与土体的温度场、矿物组成、含水量和孔隙率(干密度)等物理状态密切相关，它们之间的内在相关性是一个复杂的问题，如何合理的评价土体的热物性参数 (不同物理状态和冻结状态)就成为一个重要问题。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是提供一种多温度工况土体(或其他材料)热物性参数测试辅助模具，本实用新型的另一个目的是提供测试方法，可以实现土体 (或其他材料)在正温区和负温区环境下的热物性参数高效率测试。

采用的技术方案是：

一种多温度工况土体热物性参数测试辅助模具，包括热量交换系统和辅助构件，其特征在于：

热量交换系统：包括上组合模具和下组合模具。

上模具包括上模具外壳、上模具内壳和上防渗垫。

上模具外壳和上模具内壳翼缘之间设有上防渗垫，并固定连接。

上模具外壳和上模具内壳之间形成上内腔管路循环连接上低温恒温循环槽。

上模具内壳有向上的上腔。

下模具包括下模具外壳、下模具内壳和下防渗垫。

下模具外壳和下模具内壳翼缘之间设有下防渗垫，并固定连接。

下模具外壳和下模具内壳之间形成下内腔管路循环连接下低温恒温循环槽。

下模具内壳有向下的下腔。

上腔和下腔对扣形成测试试样腔。

热物性测试仪的测试探头和温度探头伸入测试试样腔。

下模具外壳底部放置在底座上。

辅助构件：包括底座和反力架。

反力架包括反力架竖杆和反力架横梁。

上模具外壳上方有反力架盖板。

底座上固定两个反力架竖杆，分别位于上组合模具和下组合模具外侧。

反力架竖杆上设置可调节高度的反力架横梁。

反力架加载轴底部固定在反力架盖板上。

反力架加载轴向上穿过反力架横梁。