[發明專利]移動式相變傳熱與流動性能試驗裝置

在審

• 申請號: 201710559244.7
• 申請日: 2017-07-11
• 公開（公告）號: CN107356629A
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發明（設計）人: 李娟;徐東恒;安海燕
• 申請（專利權）人: 南京林業大學
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20;G01M99/00
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙)11350
• 代理人: 王清義

技術領域

本發明涉及相變傳熱與流動性能試驗裝置。

背景技術

工業的飛速發展對大容量設備提出了越來越高的要求，其中換熱設備性能的優劣直接影響到設備的經濟效益，尤其航空航天領域的工程設備因空間及動力有限，需要采用尺寸小、質輕的緊湊式換熱器。研究強化傳熱元件與高效換熱設備不僅可提高換熱系統能量的綜合利用，減少不必要的能源消耗，更是現代工業發展過程中必須解決的課題。采用試驗方法研究傳熱元件與換熱設備的傳熱性能十分直觀，最具參考價值。然而，現有的傳熱性能試驗裝置一方面大多結構繁冗并且測試對象較為單一，造成單項測試成本高；另一方面人工化的數據采集導致測量效率偏低，測試結果誤差較大，對試驗研究各類傳熱結構的傳熱性能造成許多阻礙。

發明內容

本發明的目的是提供一種結構功能優化，適用于測量多種傳熱結構的傳熱性能，可替換性強；還可進行兩相流動可視化試驗；且試驗過程高效智能，可操作性強；試驗數據采集自動精準，精度高的移動式相變傳熱與流動性能試驗裝置。

本發明所述的移動式相變傳熱與流動性能試驗裝置，包括多層框架，相變介質回路，試驗段，冷卻/加熱介質回路，控制系統；

相變介質回路包括通過管路相連的相變介質提供罐1、閥門、過濾器4、質量流量控制器5、相變介質進口壓力傳感器6、試驗段7中的相變介質通道、相變介質出口壓力傳感器21、相變介質回收罐11；冷卻/加熱介質回路包括通過管路相連的冷卻/加熱介質循環罐14、輸送泵15、電磁流量計16、閥門、試驗段7中的冷卻/加熱介質通道；試驗段7為具有相變介質通道、冷卻/加熱介質通道；在靠近相變介質通道進口和出口的相變介質回路上分別設置有相變介質進口溫度傳感器22、相變介質出口溫度傳感器23；在靠近冷卻/加熱介質進口和出口的冷卻/加熱介質回路上分別設置有冷卻/加熱介質進口溫度傳感器24、冷卻/加熱介質出口溫度傳感器25；

控制系統包括數據采集系統、數據處理系統、顯示系統；質量流量控制器5、電磁流量計16、相變介質進口壓力傳感器6、相變介質出口壓力傳感器21、相變介質進口溫度傳感器22、相變介質出口溫度傳感器23、冷卻/加熱介質進口溫度傳感器24、冷卻/加熱介質出口溫度傳感器25分別與數據采集系統電連接；

多層框架100的下層為重物擺放層A，放置相變介質提供罐1、相變介質回收罐11、冷卻/加熱介質循環罐14，輸送泵15；多層框架的中間層為測量儀器擺放層B，放置過濾器4、各閥門、質量流量控制器5、電磁流量計16；多層框架的上層是操作臺C，放置試驗段7、控制系統；

多層框架底部安裝有萬向輪。

作為對所述的移動式相變傳熱與流動性能試驗裝置的進一步改進，試驗段7的壁面設置試驗段溫度傳感器，試驗段溫度傳感器與數據采集系統電連接。

作為對所述的移動式相變傳熱與流動性能試驗裝置的進一步改進，試驗段7用于傳熱試驗時為金屬材料制成，如金、銅、鋁等。

作為對所述的移動式相變傳熱與流動性能試驗裝置的進一步改進，試驗段7用于可視化試驗時為能夠看到相變介質回路和冷卻/加熱介質回路的透明材料制成，如有機玻璃等。另外，它還包括對試驗段7進行拍攝的高速攝影儀。高速攝影儀與數據采集系統電連接，或者通過以太網等方式把拍攝的圖片傳輸、保存在電腦中。

作為對所述的移動式相變傳熱與流動性能試驗裝置的進一步改進，它還包括通過閥門連接在相變介質回路上的真空泵13。

作為對所述的移動式相變傳熱與流動性能試驗裝置的進一步改進，在相變介質提供罐1與試驗段7之間的管路上纏繞控溫加熱帶。

作為對所述的移動式相變傳熱與流動性能試驗裝置的進一步改進，試驗段7與相變介質回收罐11之間的管路上包裹保溫棉。

作為對所述的移動式相變傳熱與流動性能試驗裝置的進一步改進，試驗段7可拆卸地連接在相變介質回路和冷卻/加熱介質回路中。由于是可拆卸連接，可以對試驗段7進行替換地安裝。進行傳熱試驗時，試驗段可以替換為金屬材料制成的試驗段；進行可視化試驗時，試驗段可以替換為透明材料制成的試驗段。

作為對所述的移動式相變傳熱與流動性能試驗裝置的進一步改進，相變介質通道的截面為任意形狀。

本發明的有益效果：試驗裝置中的相變介質由相變介質提供罐1提供，流經試驗段7的相變介質通道后由相變介質回收罐11回收，防止污染環境。冷卻/加熱介質由冷卻/加熱介質提供罐14提供，流經試驗段7的冷卻/加熱介質通道后，回流到冷卻/加熱介質提供罐14，試驗過程中不斷循環，高效利用。