一种液态工质蒸发速率测量方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种液态工质蒸发速率测量方法，涉及能量转换系统中高效传热技术领域，液态工质蒸发速率测量方法采用在一定环境下对工质样品进行加热，并通过数据采集系统实时采集测温组件测量工质样品温度，称重模块测量液态工质重量变化值，通过计算得出蒸发速率；本发明专利技术还公开了一种液态工质蒸发速率测量装置，包括真空容器、称重模块、蒸发容器、加热装置、真空维持系统、测温组件和数据采集系统，称重模块位于真空容器的底部，蒸发容器放置在称重模块上，加热装置固定设置在真空容器的周圈，真空维持系统的抽气口与真空容器连通，测温组件和称重模块均与数据采集系统电连接，能够有效地测量液态工质的蒸发速率。够有效地测量液态工质的蒸发速率。够有效地测量液态工质的蒸发速率。

【技术实现步骤摘要】
一种液态工质蒸发速率测量方法及装置


[0001]本专利技术涉及能量转换系统中高效传热
，特别是涉及一种液态工质蒸发速率测量方法及装置。

技术介绍

[0002]液态工质由于在沸点、熔点和导热率等方面的优良性质，广泛应用于钠冷快堆，铅基快堆、高温碱金属热管和水基热管等领域，研究液态工质的蒸发速率有助于改善能源转换系统中热量传输系统和装置中液态工质冷却剂的基础物性，有助于实现强化传热和低碳环保，因此，有必要对其基础物性做出测量研究，而现有技术中并没有能够测量液态工质，尤其液态金属蒸发速率的方法和装置。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种液态工质蒸发速率测量方法及装置，以解决上述现有技术存在的问题，能够有效地测量液态工质的蒸发速率。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0005]本专利技术提供一种液态工质蒸发速率测量方法，包括如下步骤：
[0006]S1.制备待测的工质样品，并将其置于蒸发容器中；
[0007]S2.将测温组件固定在称重模块上用于与蒸发容器接触的部位，将蒸发容器放置在位于真空容器内的称重模块上，再进行抽真空；
[0008]S3.待系统压力值达到设定值时，利用加热装置对蒸发容器进行加热，通过控制加热装置保持蒸发容器内的温度保持恒定或者升温速率恒定后，测温组件实时测量蒸发容器的温度，数据采集系统以1～2个/秒的速度收集称重模块的测量值和测温组件的测量值；
[0009]S4.待工质样品蒸发完毕或试验时间截止后，数据采集系统生成工质样品的质量～时间曲线；
[0010]S5.根据数据采集系统采集的工质样品的质量变化值、温度变化值和时间，利用公式：m＝
‑
(1/A)(dMe/dT)(dT/dt)＝
‑
(1/A)dMe/dt，计算出工质样品的蒸发速率，其中Me是工质样品蒸发而减少的质量，(dT/dt)是升温速度，m是单位面积的蒸发速率，A是蒸发面积。
[0011]优选的，步骤S2中，蒸发容器放入真空容器的过程中，真空容器内始终充满氩气。
[0012]优选的，所述加热装置为若干个红外线加热器，若干个所述红外加热器在所述真空容器的外侧沿所述真空容器的周向均布，所述蒸发容器的材质为镍、钛、氧化铝和不锈钢中的一种，所述称重模块为热天平，所述测温组件为热电偶。
[0013]本专利技术还提供了一种液态工质蒸发速率测量装置，包括真空容器、称重模块、蒸发容器、加热装置、真空维持系统、测温组件和数据采集系统，所述蒸发容器、所述测温组件和所述称重模块均位于所述真空容器内，所述称重模块位于所述真空容器的底部，所述蒸发容器放置在所述称重模块上，所述加热装置固定设置在所述真空容器外侧壁的周圈，所述测温组件位于所述称重模块上用于与所述蒸发容器接触的部位，所述真空维持系统的抽气
口与所述真空容器连通，所述测温组件和所述称重模块均与所述数据采集系统电连接。
[0014]优选的，所述真空容器上设置有氩气输入口，所述氩气输入口连接有氩气阀门。
[0015]优选的，还包括蒸发物回收装置，所述蒸发物回收装置固定设置在所述真空容器内，所述蒸发物回收装置包括回收管，所述回收管的中线竖直设置，所述回收管的上下两端开口，所述回收管的侧壁内设置有冷却循环管路，所述回收管的下端开口内沿上固定设置有集料环，所述回收管的下端开口位于所述蒸发容器的上方。
[0016]优选的，所述称重模块为热天平，所述测温组件为热电偶，所述蒸发容器的材质为镍、钛、氧化铝和不锈钢中的一种。
[0017]优选的，所述加热装置为若干个红外线加热器，若干个所述红外加热器在所述真空容器的外侧沿所述真空容器的周向均布。
[0018]优选的，所述蒸发容器通过隔热支撑件固定在所述称重模块上。
[0019]优选的，所述真空维持系统为分子泵系统。
[0020]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0021]本专利技术提供了一种液态工质蒸发速率测量方法及装置，采用在一定压力环境下对工质样品进行加热，并通过数据采集系统实时采集测温组件测量工质样品的温度，称重模块测量工质样品重量变化值，真空环境下能够避免大气压对工质样品重量变化影响，提高试验的精准度及灵敏度，能够通过计算有效地实现对工质样品的蒸发速率的测量，尤其填补了液态金属工质及其纳米流体蒸发速率专用测量装置的研究空白。
[0022]进一步的，采用若干个红外加热器在真空容器的外侧沿所述真空容器的周向均布，加热均匀且加热速度稳定，避免了样品蒸发过程中可能伴随的因发生热波动引起成核从而导致气泡扩散的沸腾现象。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为实施例二提供的液态工质蒸发速率测量装置结构示意图；
[0025]图2为实施例二中蒸发物回收装置的结构示意图；
[0026]图中：1
‑
真空容器，2
‑
称重模块，3
‑
蒸发容器，4
‑
加热装置，5
‑
真空维持系统，6
‑
数据采集系统，7
‑
氩气输入口，8
‑
氩气阀门，9
‑
蒸发物回收装置，10
‑
回收管，11
‑
回收环，12
‑
冷却循环管路入口，13
‑
冷却循环管路出口。
具体实施方式
[0027]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]本专利技术的目的是提供一种液态工质蒸发速率测量方法及装置，以解决上述现有技
术存在的问题，能够有效地测量液态工质的蒸发速率。
[0029]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0030]实施例一
[0031]本实施例提供一种液态工质蒸发速率测量方法，包括如下步骤：
[0032]S1.制备待测的工质样品，并将其置于蒸发容器中；
[0033]S2.将测温组件固定在称重模块上用于与蒸发容器接触的部位，将蒸发容器放置在位于真空容器内的称重模块上，再进行抽真空；
[0034]S3.待系统压力值达到设定值时，利用加热装置对蒸发容器进行加热，通过控制加热装置保持蒸发容器内的温度保持恒定或者升温速率恒定后，测温组件实时测量蒸发容本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液态工质蒸发速率测量方法，其特征在于：包括如下步骤：S1.制备待测的工质样品，并将其置于蒸发容器中；S2.将测温组件固定在称重模块上用于与蒸发容器接触的部位，将蒸发容器放置在位于真空容器内的称重模块上，再进行抽真空；S3.待系统压力值达到设定值时，利用加热装置对蒸发容器进行加热，通过控制加热装置保持蒸发容器内的温度保持恒定或者升温速率恒定后，测温组件实时测量蒸发容器的温度，数据采集系统以1～2个/秒的速度收集称重模块的测量值和测温组件的测量值；S4.待工质样品蒸发完毕或试验时间截止后，数据采集系统生成工质样品的质量～时间曲线；S5.根据数据采集系统采集的工质样品的质量变化值、温度变化值和时间，利用公式：m＝
‑
(1/A)(dM
e
/dT)(dT/dt)＝
‑
(1/A)dM
e
/dt，计算出工质样品的蒸发速率，其中M
e
是工质样品蒸发而减少的质量，(dT/dt)是升温速度，m是单位面积的蒸发速率，A是蒸发面积。2.根据权利要求1所述的液态工质蒸发速率测量方法，其特征在于：步骤S2中，蒸发容器放入真空容器的过程中，真空容器内始终充满氩气。3.根据权利要求1所述的液态工质蒸发速率测量方法，其特征在于：所述加热装置为若干个红外线加热器，若干个所述红外加热器在所述真空容器的外侧沿所述真空容器的周向均布，所述蒸发容器的材质为镍、钛、氧化铝和不锈钢中的一种，所述称重模块为热天平，所述测温组件为热电偶。4.一种液态工质蒸发速率测量装置，其特征在于：包括：真空容器、称重模...

【专利技术属性】
技术研发人员：张智刚，高凯，王崧霖，马瑶龙，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：