[發(fā)明專利]顆粒堆積床流動(dòng)傳熱研究實(shí)驗(yàn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610559493.1
• 申請(qǐng)日: 2016-07-15
• 公開（公告）號(hào): CN106198613B
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜代全;周慧輝;徐建軍;黃彥平;楊祖毛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院
• 主分類號(hào): G01N25/18
• 分類號(hào): G01N25/18;G01N25/20;B01J8/06
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙)51220
• 代理人: 李朝虎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及顆粒堆積床流動(dòng)傳熱研究裝置領(lǐng)域，具體涉及顆粒堆積床流動(dòng)傳熱研究實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

顆粒堆積床因其結(jié)構(gòu)緊湊、內(nèi)部表面積大和流動(dòng)擾動(dòng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，在核能、燃燒、石油化工、污水處理和電化學(xué)等諸多工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。顆粒堆積床流動(dòng)傳熱特性研究在科學(xué)與工業(yè)領(lǐng)域有著非常重要的意義，有助于提高設(shè)備效率、優(yōu)化性能參數(shù)，為設(shè)備的設(shè)計(jì)與運(yùn)行提供一定的理論指導(dǎo)。

顆粒堆積床內(nèi)部工質(zhì)的流動(dòng)傳熱現(xiàn)象極其復(fù)雜，因此實(shí)驗(yàn)研究是最為有效且必要的手段。然而當(dāng)前針對(duì)顆粒堆積床流動(dòng)傳熱研究的實(shí)驗(yàn)裝置存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、測(cè)量困難和可靠性差等缺點(diǎn)，嚴(yán)重制約了顆粒堆積床流動(dòng)換熱的研究發(fā)展，因此有必要設(shè)計(jì)出與現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)技術(shù)匹配的顆粒堆積床流動(dòng)傳熱研究實(shí)驗(yàn)裝置，以滿足顆粒堆積床流動(dòng)傳熱研究在各應(yīng)用領(lǐng)域的龐大需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問題提供一種顆粒堆積床流動(dòng)傳熱研究實(shí)驗(yàn)裝置，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量過程簡(jiǎn)單且可靠性高。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

顆粒堆積床流動(dòng)傳熱研究實(shí)驗(yàn)裝置，包括流道組件、設(shè)置在流道組件內(nèi)的加熱組件、套接在流道組件外的承壓組件和用于對(duì)加熱組件壁溫進(jìn)行測(cè)量的溫度測(cè)量裝置，所述流道組件和承壓組件的對(duì)應(yīng)處均設(shè)置有多個(gè)壓力測(cè)量孔且多個(gè)壓力測(cè)量孔設(shè)置在流道組件的不同高度位置處。

本方案提供一種顆粒堆積床流動(dòng)傳熱研究實(shí)驗(yàn)裝置，其結(jié)構(gòu)不同于現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)。流動(dòng)傳熱研究主要在于對(duì)工質(zhì)的流動(dòng)特性和傳熱特性的研究，具體體現(xiàn)在對(duì)溫度和壓降的測(cè)量與分析上。承壓組件起封裝作用并為流道組件提供進(jìn)口和出口；流道組件為液體流通提供回路；加熱組件對(duì)流動(dòng)中的液體進(jìn)行加熱；在承壓組件的不同高度位置設(shè)置引壓管座便于不同高度點(diǎn)的壓力裝置的設(shè)置；在流道組件的不同高度處設(shè)置壓力測(cè)量孔，便于壓力測(cè)量，承壓組件與其對(duì)應(yīng)處設(shè)置與外部連通的壓力測(cè)量孔，便于測(cè)壓裝置的設(shè)置。

作為優(yōu)選，所述加熱組件包括成板肋式的導(dǎo)電管和設(shè)置在導(dǎo)電管兩端的導(dǎo)電部件。

所述溫度測(cè)量裝置設(shè)置在導(dǎo)電管內(nèi)。

溫度測(cè)量裝置的位置設(shè)置一直是一個(gè)很困擾的問題，本方案將導(dǎo)電管設(shè)置成管狀，便于溫度測(cè)量裝置的設(shè)置。導(dǎo)電管成板肋式排布，既使得導(dǎo)電管之間的縫隙不影響流道內(nèi)液體的流動(dòng)，還可很好地與流道組件的內(nèi)壁匹配制作，提高加熱組件結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，避免其竄動(dòng)。

設(shè)置在導(dǎo)電管下端的導(dǎo)電部件包括從上至下依次連接的導(dǎo)電接頭、軟銅連接件和導(dǎo)電棒。導(dǎo)電接頭和導(dǎo)電棒之間設(shè)置軟銅連接件，由于軟銅連接件上設(shè)置有軟銅繩，其可有效的吸收電加熱組件與承壓組件之間的熱膨脹差。

所述導(dǎo)電接頭包括連接在導(dǎo)電管上的上導(dǎo)電接頭和連接在上導(dǎo)電接頭與軟銅連接件之間且截面大于上導(dǎo)電接頭的下導(dǎo)電接頭。上導(dǎo)電接頭與導(dǎo)電管連接，其截面小，若直接與軟銅連接則其過電流發(fā)熱耗能高，本方案在上導(dǎo)電接頭上連接一個(gè)截面較大的下導(dǎo)電接頭以增加導(dǎo)電接頭的截面積，由此減小導(dǎo)電接頭的耗能，減小熱損失和發(fā)熱量。

設(shè)置在導(dǎo)電管上端的導(dǎo)電部件包括導(dǎo)電板和設(shè)置在導(dǎo)電板與導(dǎo)電管之間的導(dǎo)電盤，所述導(dǎo)電板固定在承壓組件上。導(dǎo)電板通過導(dǎo)電盤與導(dǎo)電管連接，其可增強(qiáng)三者連接的緊固性。

所述流道組件包括同心且上下設(shè)置的導(dǎo)流件和流道管，所述流道管和導(dǎo)流件之間設(shè)置有定位彈簧。導(dǎo)流件壓緊定位彈簧并引導(dǎo)流體向上流動(dòng)。加熱組件在加熱過程中，流道組件會(huì)產(chǎn)生熱膨脹，將流道組件設(shè)置為同心設(shè)置的流道管和導(dǎo)流件，兩者通過定位彈簧連接，彈簧既可壓緊流道管，也可消除可能因流體沖擊出現(xiàn)的流道管竄動(dòng)現(xiàn)象、補(bǔ)償流道管與導(dǎo)流件之間的熱膨脹差。

所述流道管的流道截面成正六邊形。研究發(fā)現(xiàn)，流道管的流道截面的形狀與導(dǎo)電管管束壁溫測(cè)量的可靠性有關(guān)。實(shí)現(xiàn)證明，當(dāng)其截面設(shè)置為正六邊形時(shí)，導(dǎo)電管管束壁溫測(cè)量的可靠性高。當(dāng)將流道管的流道截面設(shè)置成圓形等其他形狀時(shí)，各位置的測(cè)量數(shù)據(jù)差別較大，可靠性不高；而將流道管的流道截面設(shè)置成正六邊形時(shí)，各位置的測(cè)量數(shù)據(jù)比較一致，可靠性高。

為了減小壓力測(cè)量脈動(dòng)，所述流道管的外壁上與壓力測(cè)量孔位置對(duì)應(yīng)處設(shè)置有環(huán)形測(cè)壓溝槽。

所述承壓組件包括設(shè)置在流道組件上端的出口法蘭、用于封裝流道組件的上筒體、設(shè)置在流道組件下端的進(jìn)口法蘭和用于封裝部分加熱組件的下筒體，所述下筒體內(nèi)壁上設(shè)置有絕緣件。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：