[發明專利]一種便攜式多功能傳熱實驗臺

在審

• 申請號: 201410286814.6
• 申請日: 2014-06-25
• 公開（公告）號: CN105303936A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發明（設計）人: 劉彥豐;章少山;王鵬程;許加慶;高正陽
• 申請（專利權）人: 華北電力大學(保定)
• 主分類號: G09B23/16
• 分類號: G09B23/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于傳熱實驗教學領域，具體指一種小型化多功能傳熱實驗臺。

背景技術

傳熱學是高校熱能與動力工程專業的一門重要的必修課程，傳熱實驗又是該課程教學中重要的教學環節，目前傳熱教學實驗裝置大多功能單一，輸出信息抽象。目前實驗教學所用的設備一般只能放在專設的實驗室內，而教師在課堂上講授傳熱學相關知識時，并不能馬上進行實驗演示及實驗數據和實驗結果的計算，學生大都感到比較抽象，對問題的理解不可能很透徹，當課堂之外再去實驗室做實驗則錯過了最佳的學習時間。

目前的傳熱教學實驗設備功能單一，輸出的信息(如數據等)比較抽象，且設備復雜，體積較大，導致實驗設備只能放在專設的實驗室內，造成實驗教學與課堂理論教學分離，教學效果不是很理想。

發明內容

本發明的目的就是針對上述問題，提供一種小型化多功能的傳熱實驗裝置，解決設備難以攜帶以及輸出信息抽象的問題。

為了實現上述目的，本發明的技術解決方案是：一種便攜式多功能傳熱實驗臺，包括外箱及支架、蓋板、保溫棉、真空罩、真空罩環套、長螺栓、短螺栓、夾板、PTC恒溫加熱塊、測量塊、水冷頭、螺栓帽、熱電偶、左鋁塊、右鋁塊；外箱及支架包括箱體、支架、散熱片、散熱風扇、水泵、顯示設備；測量塊分別有鋁合金、黃銅、不銹鋼和45#鋼四種材質的。

前述的一種便攜式多功能傳熱實驗臺中，箱體為整個實驗裝置的底座，支架固定在箱體內，箱體前側安裝顯示設備，用來接收、處理和顯示由熱電偶傳來的溫度信號，箱體后側安裝散熱風扇、散熱片以及水泵，散熱片和散熱風扇促進由水冷頭出來的水熱量的散失，水泵用以保證冷卻水的循環流動，蓋板放置于箱體上方，可拆卸。

前述的一種便攜式多功能傳熱實驗臺中，測量塊兩側分別放置左鋁塊和右鋁塊，左鋁塊和右鋁塊外底面開槽分別放置PTC恒溫加熱塊和水冷頭，兩側再用夾板夾住，兩夾板上分別開設七個孔，短螺栓穿過內側三個孔連接到左鋁塊(右鋁塊)上并將夾板、PTC恒溫加熱塊(水冷頭)、和左鋁塊(右鋁塊)夾緊，長螺栓穿過外側四個孔與螺栓帽一起將兩塊夾板、左鋁塊、右鋁塊以及測量塊夾緊，外面用兩塊保溫棉將實驗部分包裹住，最后用兩個真空罩將整個系統罩住，保證實驗段溫度系統不受外界干擾，真空罩的內徑等于保溫棉的外徑，兩真空罩之間用真空罩環套固定連接，真空罩環套上開槽孔，使實驗段內熱電偶導線和PTC恒溫加熱塊的導線和水冷頭的水管能穿過保溫棉和真空罩環套引到外界，兩真空杯固定后放置在箱體內的兩個支架上。

前述的一種便攜式多功能傳熱實驗臺中，左鋁塊、右鋁塊和測量塊分別在徑向方向上打3個孔，孔一直延伸到軸線上，孔內放置熱電偶用以測量溫度。

前述的一種便攜式多功能傳熱實驗臺中，PTC恒溫加熱塊由導線連接至外界電源，熱電偶由導線連接至顯示設備，顯示設備會接收、處理和顯示熱電偶傳遞的溫度信號，水冷頭的水通過水管依次流過散熱片、散熱風扇和水泵最后在流入到水冷頭的入水管，構成一個冷卻水循環系統。

與現有技術相比，本發明結構緊湊，設計巧妙，解決了傳統實驗設備難以攜帶以及輸出信息抽象的問題，實驗設備操作簡單，輸出部分由顯示設備在屏幕上顯示，輸出效果直觀，同時實驗臺沒有嚴格的操作規范，實驗安全性評估較高，教師在課堂上講授的同時，能夠輔以實驗演示，將抽象理論具體化、清晰化，加深了學生的感性認識以，以激發學生理論學習的興趣。

附圖說明

圖1為本發明的整體爆炸圖。

圖2為圖1內部實驗段爆炸圖。

圖3為本發明左鋁塊(右鋁塊)解剖圖示意圖。

圖4為本發明測量塊解剖圖示意圖。

圖5為圖1中外箱和支架后側示意圖。

圖中：1-蓋板，2-外箱及支架，3-保溫棉，4-真空罩，5-真空罩環套，6-長螺栓，7-螺栓帽，8-短螺栓，9-夾板，10-PTC恒溫加熱塊，11-水冷頭，12-左鋁塊，13-測量塊，14-右鋁塊，15-熱電偶，21-箱體，22-支架，23-顯示設備，24-散熱風扇，25-散熱片，26-水泵。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明做進一步說明。

如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示，本發明包括蓋板1、外箱及支架2、保溫棉3、真空罩4、真空罩環套5、長螺栓6、螺栓帽7、短螺栓8、夾板9、PTC恒溫加熱塊10、水冷頭11、左鋁塊12、測量塊13、右鋁塊14、熱電偶15；外箱及支架2由箱體21、支架22、顯示設備23、散熱風扇24、散熱片25、水泵26組成，測量塊13分別有鋁合金、黃銅、不銹鋼和45#鋼三種材質的，PTC恒溫加熱塊10通電后產生熱量，熱量經過左鋁塊12、測量塊13、右鋁塊14，最后傳遞到水冷頭11上，水冷頭11再將熱量傳遞給水冷頭11里的水，水從水冷頭11出來通過水管流到散熱片25內，轉動的散熱風扇24會加速散熱片25內水熱量的散失，散失熱量后的水最后經過水泵26增壓再流回水冷頭11，完成冷卻水的循環。整個實驗段用兩塊保溫棉3包裹住，再用兩個真空罩4將系統罩住，保證實驗段溫度不受外界干擾，兩個真空罩4之間用真空罩環套5固定連接，真空罩環套5上開槽孔，使實驗段內熱電偶15導線、PTC恒溫加熱塊10的導線和水冷頭11的水管能穿過保溫棉3和真空罩環套5引到外界。左鋁塊12、測量塊13和右鋁塊14分別在徑向上打3個孔，孔一直延伸到軸線上，熱電偶15測量端放到孔內，另一端接入顯示設備23，顯示設備23將接收到的溫度信號整理計算，最后將計算結果(溫度分布和測量塊13、左鋁塊12及右鋁塊14的導熱系數等)顯示出來。