一种纤维集合体蓄热性能的测试装置及其测试方法

专利主权项内容

1.一种纤维集合体蓄热性能的测试装置，包括金属箱体，其特征在于，所述金属箱体具有金属内腔，箱体与内腔间具有保温层，加热模块固定在所述内腔侧部；装置设有两套温湿度传感器，第一套温湿度传感器设置于所述内腔中，固定在内腔杯盖底部，可探入金属内腔中的纤维集合体中；第二套温度传感器贴附于所述加热模块；金属内腔的侧壁、底部分别与真空泵、半导体制冷装置相连；温度控制模块分别通过导线连接加热模块及半导体制冷装置；数据采集模块分别通过导线连接真空泵、加热模块及温湿度传感器；温度控制模块及数据采集模块能够与上位机通信；电源通电后使加热模块升温，热量先扩散至整个金属腔体，再经过腔体内壁传导至纤维集合体，温湿度传感器用于测量金属腔体的温度，温湿度传感器用于测量纤维集合体内部的温度，两端测得的温差为△T；以T和T分别代表纤维集合体和金属腔体的温度，温度差△T对时间做曲线得到△T-t曲线，从曲线中确定纤维集合体发生热效应时的热量；SR设金属腔体与纤维集合体接受热量的速率，即热流加热模块对金属腔体和金属腔体对试样的传热系数为(k, K), 金属腔体与试样的热损失系数为(a, a)；SRsR纤维集合体热流与纤维集合体比热容C以及发生效应时的焓变△H有关，可以表示为：S式中T为温度，脚注W, S, R分别代表加热模块，纤维集合体，金属腔体，O表示为环境；而金属腔体不会发生热效应，其热流仅与金属腔体的热容量C有关, 可以表示为：R式中，和/>分别代表纤维集合体和金属腔体的升温速率，/>为转化率；将式(1), (2)代入(3), (4)中，可得：两式相减可得：将K+K+a+a设为热阻R, 升温速率设为β，再将T＝△T+T代入式(7)可得：SRSRSR图中a点及之前的转化率为0，此时式(8)变为：ΔT-R(C-C)β (9)aSR将式9代入式(8)后，对等式两边从t到t进行积分后再除以R即可得到焓变值：ad由于在a点和d点微分值均为0，因此式中第二项为0，式(10)可以简化为：即可用ΔH的值来表征纤维集合体的相变蓄热能力。