[發明專利]一種研究換熱表面對流動沸騰換熱影響的實驗裝置

無效

• 申請號: 201410450374.3
• 申請日: 2014-09-03
• 公開（公告）號: CN104198526A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 崔文彬;馮元力;張志泉;于超;宋昌健;崔洋
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 趙淑梅;李洪福

技術領域

本發明涉及流動沸騰換熱領域，具體地說是一種研究換熱表面對流動沸騰換熱影響的實驗裝置。

背景技術

流動沸騰作為高效換熱效果已經得到廣泛的應用，提高流動沸騰的傳熱特性在傳熱和制冷領域中越來越被重視。對換熱表面的改進是強化流動沸騰換熱的有效方法。因此研究不同換熱表面對流動沸騰換熱效果的影響至關重要。

目前流動沸騰試驗操作，大多研究圓管內或是微、窄矩形通道的流動沸騰，實驗臺的測試部分都是做成一體的，無法局部更換，而且從裝置外部也無法觀察內部實驗現象。而且在圓管內或是微、窄矩形通道內的壓力較高，并對流動沸騰實驗產生影響。

發明內容

根據上述提出的現有技術無法局部更換、觀察內部實驗現象以及內部壓力較高等技術問題，而提供一種研究換熱表面對流動沸騰換熱影響的實驗裝置

本發明采用的技術手段如下：

一種研究換熱表面對流動沸騰換熱影響的實驗裝置，包括一溫控檢測裝置，

所述溫控檢測裝置包括換熱表面溫度控制系統和流動沸騰檢測單元；

所述換熱表面溫度控制系統包括一加熱裝置，

所述加熱裝置上端設有一延長部，所述延長部上設有多個安裝溫度傳感器的孔，所述孔的軸線垂直于所述延長部的延長方向，所述延長部的材質為銅；

所述流動沸騰檢測單元包括上端板，下端板和位于所述上端板和所述下端板之間的玻璃板框，所述上端板，所述下端板和所述玻璃板框圍成一換熱空間，

所述上端板上設有工質流體入口，工質流體出口和多個安裝溫度傳感器的通孔，所述工質流體入口和所述工質流體出口分別位于所述上端板的兩端，

所述下端板上設有容納所述延長部的通槽，所述通槽靠近所述下端板的上表面的一端設有一換熱片，所述換熱片的上表面與所述下端板的上表面處于同一平面內，

所述流動沸騰檢測單元通過一支撐部支撐。

進一步地，所述延長部的側壁與所述通槽的內壁之間設有用于填充隔熱材料的間隙，所述延長部的頂端與所述換熱片之間涂有導熱硅脂。

進一步地，所述加熱裝置呈實心圓柱狀，所述實心圓柱的材質為銅，所述加熱裝置內嵌有四個繞所述加熱裝置的軸線均勻分布的筒狀加熱器，所述筒狀加熱器的軸線平行于所述加熱裝置的軸線。

進一步地，所述上端板與所述玻璃板框之間以及所述下端板與所述玻璃板框之間分別通過槽連接，所述槽與所述玻璃板框之間還設有密封墊，所述上端板的材質和所述下端板的材質均為鋁。

進一步地，所述支撐部包括上支板，下支板和位于所述上支板和所述下支板的肋板，所述加熱裝置的下端通過隔熱襯墊與所述下支板的上表面連接，所述延長部穿過所述上支板。

進一步地，所述間隙為1mm。

進一步地，所述上支板上設有多個用于調整所述流動沸騰檢測單元的水平度的蝶形螺釘。

進一步地，所述實驗裝置還包括水循環系統，水溫控制系統和數據采集系統；

所述水循環系統包括恒溫儲液器，所述恒溫儲液器上設有水位計和電磁離心泵，所述電磁離心泵通過流量計與所述工質流體入口連通，所述電磁離心泵與所述流量計之間還設有與所述恒溫儲液器連通的旁通閥；

所述水溫控制系統包括冷卻器和位于所述恒溫儲液器內的加熱器，所述冷卻器通過過濾器與所述工質流體出口連通，所述冷卻器與所述恒溫儲液器還通過管路一連通；

所述數據采集系統包括用于采集溫度數據的溫度傳感器和用于分析溫度數據的計算機；

工作狀態下，所述恒溫儲液器內的工質通過所述電磁離心泵泵入到所述流動沸騰檢測單元，并依次通過所述過濾器和所述冷卻器回到所述恒溫儲液器內，工質分別經過所述恒溫儲液器，所述電磁離心泵，所述流量計，從所述工質流體入口進入到所述流動沸騰檢測單元，從所述工質流體出口離開所述流動沸騰檢測單元，經過所述過濾器進入到所述冷卻器，并最終回到所述恒溫儲液器內。

與現有技術相比，本發明采用寬通道可以減少壓力波動對于流動沸騰的影響，因此研究不同換熱表面時，采用寬通道可以更加客觀的評價換熱面的流動沸騰換熱效果。

本發明采用透明的玻璃板框，便于觀察沸騰過程中氣泡的形成和脫離，從而判斷換熱表面對流動沸騰的影響。

本發明通過實驗參數測量計算出換熱表面上流動沸騰的熱流密度，并可調節換熱表面溫度及工質流體溫度和流量。通過對不同工質溫度和不同工質流量時的實驗數據進行分析對比研究換熱表面對流動沸騰換熱的影響。

本發明可以更換換熱表面，從而研究不同換熱表面的流動沸騰傳熱特性。