[發(fā)明專利]換熱器凝結(jié)換熱實驗測試平臺以及測試方法

在審

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• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN107664653A
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李維;尹述平;張丹丹;湯思益;謝明煒;潘瑜琰;黃風(fēng)華;毛磊;黃其斌;楊麗君
• 申請（專利權(quán)）人: 南京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01N25/00
• 分類號: G01N25/00;G01M99/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司32224
• 代理人: 董建林,孟捷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于換熱器測試技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種換熱器凝結(jié)換熱實驗測試平臺以及測試方法。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)包括計算機技術(shù)、通信技術(shù)、傳感技術(shù)、現(xiàn)代控制理論等的發(fā)展，現(xiàn)代檢測技術(shù)的逐漸成熟，全新的測試技術(shù)具有高精度、實時性高、界面友好、易操作等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于實際生產(chǎn)及實驗室研究中；近年來，隨著工業(yè)生產(chǎn)對于換熱器精準度要求的不斷提高，換熱器性能測試平臺開發(fā)研究工作發(fā)展的很快。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明提供了一種換熱器凝結(jié)換熱實驗測試平臺以及測試方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題。

技術(shù)方案：為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種換熱器凝結(jié)換熱實驗測試平臺，包括鍋爐和冷卻塔，所述鍋爐分別連接壓縮空氣加熱器和蒸汽分汽器，壓縮空氣加熱器和蒸汽分汽器均連接混合器，混合器連接凝結(jié)實驗元件，凝結(jié)實驗元件連接分離器，分離器分別連接蒸汽冷凝器和水冷卻器，蒸汽冷凝器和水冷卻器上均連接有排水口；

所述凝結(jié)實驗元件、蒸汽冷凝器和水冷卻器還分別連接冷卻水水箱；

所述冷卻水水箱連接冷卻塔，所述冷卻塔分別連接冷卻水分水器、蒸汽冷凝器和水冷卻器，所述冷卻水分水器連接凝結(jié)實驗元件；

所述壓縮空氣加熱器還連接有儲氣罐，儲氣罐連接空氣壓縮機。

進一步的，所述壓縮空氣加熱器上還設(shè)置有疏水器。

進一步的，所述鍋爐和壓縮空氣加熱器、混合器和凝結(jié)實驗元件、凝結(jié)實驗元件和分離器、分離器和蒸汽冷凝器、分離器和水冷卻器之間均設(shè)置有球閥；所述蒸汽冷凝器和水冷卻器與其相對應(yīng)的排水口之間均設(shè)置有球閥。

進一步的，所述壓縮空氣加熱器和混合器、蒸汽分汽器和混合器之間均并聯(lián)有兩組調(diào)節(jié)閥、兩個流量計和兩個球閥，再依次串聯(lián)一個球閥和一個單向閥。

進一步的，所述凝結(jié)實驗元件和冷卻水水箱、蒸汽冷凝器和冷卻水水箱、水冷卻器和冷卻水水箱之間均設(shè)置有單向閥。

進一步的，所述冷卻水分水器和凝結(jié)實驗元件之間依次并聯(lián)有兩組調(diào)節(jié)閥、兩個流量計和兩個球閥，再串聯(lián)一個球閥；所述冷卻水水箱和冷卻塔之間依次并聯(lián)有兩組球閥、兩個水泵和兩個單向閥，再串聯(lián)一個球閥。

進一步的，所述儲氣罐和冷卻水水箱上均設(shè)置有測溫口和壓力測口；所述凝結(jié)實驗元件的進出管道口均設(shè)置有測溫口和壓力測口。

進一步的，所述冷卻塔與冷卻水分水器、蒸汽冷凝器和水冷卻器之間設(shè)置有總調(diào)節(jié)閥，并分別還設(shè)置有支路球閥。

進一步的，所述調(diào)節(jié)閥均接儲氣罐的氣動閥口。

一種換熱器凝結(jié)換熱實驗測試方法，包括以下步驟：啟動空氣壓縮機，調(diào)節(jié)供氣壓力，對調(diào)節(jié)閥進行供氣，壓縮空氣經(jīng)壓縮空氣加熱器，通過調(diào)節(jié)閥，流量計，控制閥后進入氣液混合器進入到凝結(jié)實驗元件管側(cè)；再經(jīng)過分離器后排出室外；啟動冷卻塔和水泵，冷卻水從冷卻水分水器進入到凝結(jié)實驗元件殼側(cè)；最后，啟動鍋爐，將蒸汽分為兩路，一路蒸汽進入到壓縮空氣加熱器，對壓縮空氣進行加熱，將壓縮空氣加熱到80℃，蒸汽凝結(jié)成水，從疏水器排除；另一路蒸汽與壓縮空氣混合進入到凝結(jié)實驗元件管側(cè)；待溫度、壓力穩(wěn)定后，開始試驗；管內(nèi)凝結(jié)結(jié)束之后，部分水蒸氣被凝結(jié)成水，將水蒸氣、水和空氣送入到分離器進行分離，凝結(jié)水從分離器排入水冷卻器再排出，稱重；水蒸氣和空氣經(jīng)過蒸汽冷凝器再排出室外。

有益效果：本發(fā)明凝結(jié)換熱實驗時，保持水蒸氣流量不變，通過改變不凝性氣體空氣的流量，得到雷諾數(shù)與摩擦系數(shù)之間的關(guān)系，壓降與質(zhì)量含氣率和熱流密度之間的關(guān)系；保持不凝性氣體含量不變，通過改變水蒸氣的流量，找出水蒸氣流量的變化與換熱器換熱系數(shù)的關(guān)系；保持以上測量值不變，通過改變換熱器表面幾何特征，來比較結(jié)構(gòu)對凝結(jié)換熱系數(shù)的影響。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中：1-空氣壓縮機，2-儲氣罐，3-壓縮空氣加熱器，4-鍋爐，5-蒸汽分汽器，6-混合器，7-凝結(jié)實驗元件，8-分離器，9-冷卻水分水器，10-蒸汽冷凝器，11-水冷卻器，12-冷卻水水箱，13-冷卻塔。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作更進一步的說明。

如圖1所示，一種換熱器凝結(jié)換熱實驗測試平臺，包括鍋爐4和冷卻塔13，所述鍋爐4分別連接壓縮空氣加熱器3和蒸汽分汽器5，壓縮空氣加熱器3和蒸汽分汽器5均連接混合器6，混合器6連接凝結(jié)實驗元件7，凝結(jié)實驗元件7連接分離器8，分離器8分別連接蒸汽冷凝器10和水冷卻器11，蒸汽冷凝器10和水冷卻器11上均連接有排水口；