一种集成化液体饱和蒸汽压及汽化潜热联合测试系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种液体饱和蒸汽压测试系统，尤其涉及一种集成化液体饱和蒸汽压及汽化潜热联合测试系统。
【背景技术】
[0002]汽液相变是自然界中的一种物态变化，在化工、能源动力等许多工程领域都涉及到汽液相变过程，并可利用汽液相变的特点来进行物质的分离和传热。近年来，随着材料科学的迅猛发展，各种新型工质不断涌现，而相关基础热物理性质的数据十分缺乏，制约了新工质的应用及发展。饱和蒸汽压是指在一定温度下，密闭容器中液体气化速度与气体冷凝速度相等即液体和气体达到平衡状态时由蒸汽表现出来的压力，是液体工质开发与应用不可或缺的基础数据。一定饱和蒸汽压下，饱和液体变为饱和气体所需要的热量称为汽化潜热。相比单相液态或气态工质温度变化所吸收或释放的显热来说，汽化潜热远大于单相工质的显热。因此，利用工质的汽化潜热进行热量传递可以极大地提高工业生产中的热交换效率，进而提高生产效率。另外，准确而又持续稳定地控制生产温度在工业上进行传热过程时是非常困难的，而一定温度压力下发生的汽液相变又能很好的解决这一难点。总之，饱和蒸汽压及汽化潜热是汽液相变过程中的关键参数。饱和蒸汽压与汽化潜热不仅与液体工质种类有关，也与温度等条件有着重要联系。目前，关于各种新工质饱和蒸汽压及汽化潜热数据十分缺乏，如何准确获取相关测试数据需亟待解决。
[0003]静态法是目前较为普遍的测定液体饱和蒸气压的方法，基于静态法的传统液体饱和蒸汽压测量装置如图1所示，主要由水浴槽1、平衡管2、缓冲瓶3、抽气瓶4、第一三通阀5、第二三通阀6、第三三通阀8、温度计7、冷凝管9、搅拌棒10和压力计11构成，这种测量装置可直接测定液面上方蒸汽压力，测量数据误差相比其他方法较小，并适用于温度范围较大的液体工质饱和蒸汽压的测量。然而，这种测量装置存在以下缺陷:
[0004]第一，平衡管操作困难:原有平衡管在加入待测样品时，需要少量经多次加入，液体不能够自动进入储液球，需要通过对储液球进行加热冷却处理以使待测样品进入储液球，由于平衡管管径细，会导致管内空气较难排尽，测定数据不精确，同时易引起工质倒吸，导致实验失败；另外，清洗平衡管也存在很大的困难。
[0005]第二，压力系统控制困难:液体上方的气体压力测量需在较高真空条件下进行，若液体上方残存杂质气体，将使液体饱和蒸气压测定值产生较大偏差，因而对装置的密闭性有较高要求；传统测量装置各接头处密闭性较差，很难将空气排尽；另外，使用三通阀进行气路控制，稳定性较差，压力控制不稳定导致液面平衡时间极短，往往会出现读数期间液面就已经发生改变，从而引起测量误差。
[0006]第三，温控能力较弱:传统测量装置的恒温水浴槽由于结构过于简单，热均匀性差，且工作方式为单向加热，自然降温的冷却效率较低；测温采用温度计肉眼读数方式，误差较大。
[0007]第四，测量装置各部件分散，体积庞大，每次实验时都需要取下各连接处进行密封处理，操作繁琐，密闭性差。
[0008]第五，测量装置缺少汽化潜热测试部件，仅能对液体饱和蒸汽压进行测量，不能同时测量汽化潜热，测试功能单一，使得液体饱和蒸汽压及汽化潜热往往是各自在独立的测量平台上进行测量，经济和时间成本都较高。
【实用新型内容】
[0009]本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种测量精度高、加工成本低的集成化液体饱和蒸汽压及汽化潜热联合测试系统。
[0010]本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的:
[0011]一种集成化液体饱和蒸汽压及汽化潜热联合测试系统，包括液池系统、抽气系统、温控系统、加热冷凝系统和测量系统，所述液池系统包括反应容器和工质贮液球，所述抽气系统包括复合式真空计和真空泵，所述温控系统包括压缩机、蒸发器、电动机、搅拌器、加热管、调压器和恒温水浴槽，所述加热冷凝系统包括冷媒贮液球、冷液泵、功率计量仪、可调直流稳压电源、冷凝器和加热片，所述测量系统包括压力传感器、称重仪、数据采集记录仪和温度传感器；所述蒸发器、所述搅拌器、所述加热管和所述温度传感器和封闭的所述反应容器均置于所述恒温水浴槽内，所述压缩机与所述蒸发器连接并用于降温，所述电动机与所述搅拌器连接并用于搅拌，所述调压器与所述加热管连接并用于加热，所述工质贮液球与所述反应容器相通连接且其连接管上安装有控制阀门，所述真空泵与所述反应容器连接并用于抽真空，所述复合式真空计用于检测所述真空泵的真空度，所述温度传感器用于监测所述恒温水浴槽内的水浴温度；所述加热片置于所述反应容器内的下层，所述冷凝器和所述压力传感器均置于所述反应容器内的上层，所述可调直流稳压电源通过所述功率计量仪与所述加热片连接并用于加热，所述冷媒贮液球通过所述冷液泵与所述冷凝器连接并用于提供冷量以维持所述反应容器内的饱和蒸汽压，所述压力传感器用于测量所述反应容器内的饱和蒸汽压力，所述温度传感器的信号输出端和所述压力传感器的信号输出端分别与所述数据采集记录仪的信号输入端连接，所述称重仪置于所述反应容器的下方并用于测量所述反应容器的重量。
[0012]作为优选，所述液池系统、所述抽气系统、所述温控系统、所述加热冷凝系统和所述测量系统均置于一个壳体内。
[0013]本实用新型的有益效果在于:
[0014]本实用新型所述集成化液体饱和蒸汽压及汽化潜热联合测试系统可对液体饱和蒸汽压及汽化潜热进行联合测量，压力控制稳定、温控能力强且一体集成性高、操作简便，极大地减少了实验误差，提高实验的准确性，增强了系统测试功能；具体表现为:
[0015](I)本实用新型设计了封闭的反应容器代替传统的平衡管及压力控制系统，并配有液池系统和抽气系统，易于实现反应容器内空气的排尽，待测工质可一次性注入，工质不易发生倒吸，操作方便，压力控制稳定；同时，由于采用模块化设计，反应容器也便于清洗；
[0016](2)本实用新型在传统测试装置基础上改进了恒温水浴槽和加热装置，增加了冷却装置，配置了强制对流换热部件即搅拌器，提升了温控能力及精度；
[0017](3)本实用新型采用整体集成设计，减小了测试系统的零散性，增强了测试系统的密闭性能，提升了实验可操作性；
[0018](4)本实用新型在反应容器内的下层即液层内预埋加热片，在反应容器内的上层即气体层内安装冷凝器，使本测试系统能实现气体潜热的测量，完善了测试功能。
【附图说明】
[0019]图1是基于静态法的传统液体饱和蒸汽压测量装置的结构示意图；
[0020]图2是本实用新型所述集成化液体饱和蒸汽压及汽化潜热联合测试系统的结构示意图，图中示出了内部结构。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图对本实用新型作进一步说明:
[0022]如图2所示，本实用新型所述集成化液体饱和蒸汽压及汽化潜热联合测试系统，包括均置于一个壳体20内的液