DRX-I-300C
智能熱物性參數(shù)測(cè)試儀
一、概述
該試驗(yàn)裝置用于測(cè)試擾動(dòng)粘土、砂土等土壤的熱物性參數(shù)，也適應(yīng)于固體粉狀材料熱傳遞性能的研究。廣泛應(yīng)用于建筑工程、土壤地質(zhì)研究。參照GB/T50123-1999土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)。并在此方法上增加了比熱容和熱傳導(dǎo)系數(shù)的測(cè)試方法，系統(tǒng)通過(guò)上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，全自動(dòng)分析測(cè)試，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、報(bào)表輸出等。應(yīng)用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)系統(tǒng)的可靠性、度達(dá)到了較高的水平。增加冷凍試驗(yàn)箱后還可應(yīng)用于凍土導(dǎo)熱系數(shù)的分析測(cè)試。因此該系統(tǒng)試驗(yàn)裝置比較準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)了對(duì)土壤等粉體材料傳遞性能參數(shù)的測(cè)試。
二、系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置的主要技術(shù)參數(shù)
1．實(shí)驗(yàn)溫度為常溫，其中DRX-I-300B為增加低溫（負(fù)溫環(huán)境）系統(tǒng)，用于負(fù)溫研究及凍土，低溫材料熱物性參數(shù)測(cè)試。
DRX-I-300A為材料高溫?zé)嵛镄詤?shù)測(cè)試；
DRX-I-300C為材料常溫?zé)嵛镄詤?shù)測(cè)試。
2．試樣盒大小為：250×250×250（mm）
3．實(shí)驗(yàn)裝置由恒溫系統(tǒng)，測(cè)溫系統(tǒng)、試樣盒、計(jì)算機(jī)測(cè)試系統(tǒng)等組成。
4．恒溫箱與試樣盒緊密接觸，兩個(gè)恒溫箱由恒溫循環(huán)水箱分別提供不同的循環(huán)溫度。
5．測(cè)溫系統(tǒng)采用高精度鉑電阻溫度計(jì)，連接數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)測(cè)試與分析，生成實(shí)驗(yàn)報(bào)告，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄存儲(chǔ)。
6．熱源采用直流加熱保證功率恒定。
7．測(cè)試溫度到0.1℃，測(cè)試結(jié)果到三位小數(shù)。
8．系統(tǒng)電源220V/50HZ，總消耗功率不大于1KW。
三、導(dǎo)熱系統(tǒng)試驗(yàn)方法步驟及數(shù)據(jù)處理
1．將風(fēng)干試樣平輔在搪瓷盤(pán)內(nèi)，按所需的含水率和土樣制備要求制備土樣。
2．裝配制好的土樣按要求的密度裝入試樣盒，蓋上盒蓋。土樣的密度ρ1,質(zhì)量為m1。將兩支熱電偶（鉑電阻）的測(cè)溫端安裝在試樣兩側(cè)銅板內(nèi)壁的中心位置上并在同一直線位置上。
3．另一個(gè)試樣盒裝入石蠟，作為標(biāo)準(zhǔn)試樣。裝石蠟時(shí)按同樣的方法裝入兩只測(cè)溫鉑電阻（熱電偶），石蠟的密度為ρ0，質(zhì)量為m0，其導(dǎo)熱系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)的。
4．裝好試樣盒后，驅(qū)動(dòng)夾緊螺旋桿，使試樣盒與恒溫箱的各銅板面緊密接觸，填空部分用石棉保溫材料填滿。
5．接通測(cè)溫系統(tǒng)。
6．開(kāi)動(dòng)循環(huán)冷溶，分別設(shè)定循環(huán)液溫度為常溫和高于常溫15℃。
7．循環(huán)冷溶液達(dá)到要求溫度再運(yùn)行8小時(shí)后，開(kāi)始測(cè)溫，每隔10分鐘測(cè)定一次標(biāo)準(zhǔn)試樣和土壤試樣兩側(cè)壁面的溫度，并記錄當(dāng)各點(diǎn)溫度連續(xù)3次測(cè)量得到的差值小于0.1℃時(shí)，試驗(yàn)認(rèn)為達(dá)到平衡穩(wěn)定狀態(tài)，試驗(yàn)結(jié)束。
8．取出土樣測(cè)定其含水率和密度。
9．導(dǎo)熱系數(shù)的計(jì)算按下式：
為土壤的導(dǎo)熱系數(shù)：w/m.k
為石蠟的導(dǎo)熱系數(shù)：0.279w/m.k
為石蠟樣品盒中兩壁面溫差℃
為待測(cè)試樣兩壁面溫差℃
四、導(dǎo)溫系數(shù)的實(shí)驗(yàn)方法及步驟
1．按導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試方法裝填土樣。
2．兩恒溫水溶的循環(huán)溫度設(shè)為相同溫度，如室溫25℃并啟動(dòng)循環(huán)水溶。
3．在兩試樣盒中間，插入加熱試塊，給加熱試塊施加恒定的電流電壓，使加熱塊恒定在一定的溫度如100℃。
4．裝置所測(cè)各點(diǎn)的溫度不再上升時(shí)，即各點(diǎn)相對(duì)溫差相差0.1℃以下，說(shuō)明裝置達(dá)到平衡，記錄此時(shí)的各點(diǎn)溫度。此時(shí)關(guān)閉加熱塊，并開(kāi)始計(jì)時(shí)，由于恒溫水槽的溫度在不斷降低，系統(tǒng)開(kāi)始冷卻，每隔3分鐘記錄一次數(shù)據(jù)。
5．計(jì)算土壤的冷卻速率m1由兩點(diǎn)的溫度和相應(yīng)時(shí)間計(jì)算：多次結(jié)果取平均值。
6．土壤試件的形狀系數(shù)K短六面體形狀系數(shù)其中x=y=z=250mm
7．導(dǎo)溫系數(shù)a=km
8．土壤的比熱容C樣由其密度 ,由以下公式，所以
同樣，根據(jù)物質(zhì)的熱平衡原理，C0為標(biāo)準(zhǔn)的比熱容
根據(jù)熱平衡原理：
為總的發(fā)熱功率。
兩種比熱容的測(cè)試方法計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較：在相同工況的條件下，以標(biāo)準(zhǔn)樣為標(biāo)定，系統(tǒng)的熱耗可確定。
五、軟件的安裝及操作說(shuō)明
1．該測(cè)試裝置軟件支持環(huán)境為WindowsXP簡(jiǎn)體中文操作系統(tǒng)，同時(shí)需安裝office2003辦公系統(tǒng)軟件。
2．?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)支持Acces工程數(shù)據(jù)庫(kù)。
3．安裝時(shí)將隨機(jī)所帶光盤(pán)插入即可按提示裝到相應(yīng)路徑下。
4．系統(tǒng)更新時(shí)需重新裝軟件或與我公司技術(shù)部升級(jí)。
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