[发明专利]熔融盐纳米颗粒悬浮液的导热性能试验装置及测试方法

说明书

本发明公开一种熔融盐纳米颗粒悬浮液的导热性能试验装置及测试方法，该试验装置包括恒温容器以及放置在恒温容器中的测试容器；恒温容器内装熔盐，外部缠绕螺旋铜管，测试容器用于盛装待测悬浮液，且内部设置热线；通过恒温系统为恒温容器保持恒温环境；并有多个传感器用于测试恒温容器、熔盐、待测悬浮液和热线的温度；通过外连气瓶，为恒温容器和测试容器提供惰性气体氛围。本发明选用熔盐为熔融盐纳米颗粒悬浮液提供恒温环境，温度上限较高，可以进行特定温度下熔融盐纳米颗粒悬浮液导热性能测试。本发明的试验装置采用螺旋铜管作为感应线圈通过电磁感应加热恒温容器，加热更均匀，降低了测试误差，提高了准确率。

技术领域

本发明属于纳米颗粒悬浮液导热性能测试领域，具体涉及一种熔融盐纳米颗粒悬浮液的导热性能试验装置及测试方法。

背景技术

现行光热发电的主要工质是熔融盐，白天太阳能场的多余能量储存在熔融盐中，在阴天或晚上释放出来维持汽轮机的运行。对于储能应用来说，改善熔融盐的热物理性质(如导热系数、比热、熔点、潜热、密度)往往是理想的。为了实现这种增强，一些研究人员向熔融盐中加入少量纳米粒子(主要是氧化物)从而获得的纳米颗粒悬浮液，这些纳米颗粒悬浮液可以有效地用作存储介质，在热能存储系统中具有明显的优势。能够准确地测试出熔融盐纳米颗粒悬浮液的导热系数可以有效反映出其应用前景，对于熔融盐纳米颗粒悬浮液的工业化应用具有重要意义。

现有的导热性能测试装置主要集中于低温固体与液体的导热系数测量，无法做到高温特定温度下的导热测试；同时现阶段对待测样本的加热方式主要为电阻加热，但是该加热方式由于加热不均匀而会使得测量结果有较大误差，且成本较高。现有的导热性能的测试装置因存在加热方式导致的温度上限的限制、加热不均匀等不足均无法适用于熔融盐纳米颗粒悬浮液。而准确测量出熔融盐纳米颗粒悬浮液在各个工作温度下的导热系数才可以有效反映出其导热性能，对于熔融盐纳米颗粒悬浮液的工业化应用具有重要意义

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种熔融盐纳米颗粒悬浮液的导热性能试验装置及测试方法，能够准确测量熔融盐纳米颗粒悬浮液的导热系数。

本发明的目的通过如下的技术方案来实现：

一种熔融盐纳米颗粒悬浮液的导热性能试验装置，该试验装置包括气瓶、恒温容器、测试容器、热线、第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器、温度控制柜、恒温系统和计算机；

所述恒温容器外部设置保温层，所述恒温容器内充入熔盐；

所述测试容器位于所述恒温容器内部，所述测试容器内用于盛放待测的熔融盐纳米颗粒悬浮液；所述热线位于所述测试容器的中轴线位置；

所述第一温度传感器布置于所述恒温容器的熔盐中，测量熔盐的温度；

所述第二温度传感器与所述恒温容器的侧壁接触，用于测量所述恒温容器的内壁温度；

所述第三温度传感器布置在所述熔融盐纳米颗粒悬浮液中，用于测量待测的熔融盐纳米颗粒悬浮液的温度；

所述第四温度传感器与所述热线接触，用于检测所述热线的温升；

所述温度控制柜与所述第一温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器和计算机连接，用于将实时采集的传感器的温度在计算机上显示；所述温度控制柜还用于控制所述热线的开闭和调节所述热线的线功率的大小；

所述恒温系统包括由第一水泵、螺旋铜管、电磁感应控制柜组成的闭式水循环和第二水泵、电磁感应控制柜、冷却水箱和连接管道组成的冷却水循环；螺旋铜管缠绕在恒温容器外部，且由所述保温层包覆；所述电磁感应控制柜还与第二温度传感器连接，通过第二温度传感器的温度反馈，控制螺旋铜管的电流大小，通过电磁感应为所述恒温容器加热，同时通过所述螺旋铜管内部的水实现对螺旋铜管降温，从而保持恒温容器的恒温环境；