[實用新型]數字化傳熱綜合實驗裝置

有效

• 申請號: 201821462885.7
• 申請日: 2018-09-07
• 公開（公告）號: CN209055494U
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 薛峰;蔡銳;夏毅;王晟;張曉艷;沈旋;居沈貴
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: G01N25/18
• 分類號: G01N25/18;G09B23/16
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤;袁正英

本實用新型涉及一種數字化傳熱綜合實驗裝置，其特征在于由蒸汽系統、冷介質系統、換熱系統以及數據采集控制系統組成；其中換熱系統由強化管換熱器、光滑管換熱器、空冷翅片換熱器(5)和凝液罐(6)組成：強化管換熱器與光滑管換熱器并聯平行；強化管換熱器內的強化內管換熱管(11)與光滑管換熱器內的光滑管換熱管(12)的內管分別通過管道與冷介質系統連接；蒸汽系統并聯連接強化內管換熱管(11)和光滑管換熱管(12)殼程；數據采集控制系統由溫度傳感器、壓力傳感器和流量計傳感器以及控制面板組成。本實用新型用于化工原理教學實驗中傳熱系數的測定；對不同傳熱介質、不同換熱器的傳熱參數進行實驗對比；并對實驗數據進行采集匯總并上傳至數據終端服務器或云平臺。

技術領域：

本實用新型涉及到一種數字化化工原理實驗教學裝置，用于測定對流傳熱系數。

背景技術：

測定對流傳熱系數一般是指流體在圓形光滑管中作強制湍流時的對流傳熱系數，例如水蒸氣加熱冷介質(比如冷水，空氣等)。強化傳熱被學術界稱為第二代傳熱技術，它能減小設計的傳熱面積，以減小換熱器的體積和重量；提高現有換熱器的換熱能力；使換熱器能在較低溫差下工作；并且能夠減少換熱器的阻力以減少換熱器的動力消耗，更有效地利用能源和資金。現有傳熱系數測定裝置普遍存在問題：1).換熱器組件單一，如通常采用單管換熱器，列管式換熱器、翅片式換熱器等其中之一，而在學生實驗過程中，只能得到單一換熱器的給熱系數，無法與其他換熱器組件傳熱性能進行對比；2).對于當前如何提高換熱器的換熱能力，減少換熱器能量損失以減少換熱器的動力消耗，更加有效地利用能源，是一個需要解決的問題；3).對于如何將傳統的實驗數據，例如溫度、壓力、管徑、換熱面積等均采取人工記錄，紙質化數據不利于保存，不方便大數據集中分析和綜合管理，對實驗裝置的穩定性評價以及和設備的使用記錄，無法進行科學管理。

發明內容：

針對這些問題，本實用新型的目的是提供了一種數字化傳熱綜合實驗裝置。

本實用新型的技術方案為：數字化傳熱綜合實驗裝置，其特征在于：由蒸汽系統、冷介質系統、換熱系統以及數據采集控制系統四部分組成；其中：換熱系統由強化管換熱器、光滑管換熱器、空冷翅片換熱器5和凝液罐6組成：強化管換熱器由強化管觀察套管9、強化管外耐壓玻璃套管10和強化內管換熱管11 組成；光滑管換熱器由光滑管換熱管12、光滑管外耐壓玻璃套管13和光滑管觀察套管14組成；強化管換熱器與光滑管換熱器并聯平行，位于其下方；強化內管換熱管11與光滑管換熱管12的內管分別通過管道與冷介質系統連接；強化內管換熱管11外部與強化管外耐壓玻璃套管10套裝連接，強化管外耐壓玻璃套管10與強化管觀察套管9套裝連接；光滑管換熱管12外部與光滑管外耐壓玻璃套管13套裝連接，光滑管外耐壓玻璃套管13外部與光滑管觀察套管14套裝連接；蒸汽系統的自發生器3的蒸汽管道分別并聯連接強化內管換熱管11和光滑管換熱管12殼程；強化內管換熱管11和光滑管換熱管12殼程的尾部通過管道與空冷翅片換熱器5和凝液罐6連接；強化內管換熱管11與光滑管換熱管12管程放凈口用管道與室外下水道相連；冷介質系統由物料輸送設備、變頻器2和渦輪流量計4組成：其中物料輸送設備用管道與渦輪流量計4和換熱系統中強化管換熱器的強化內管換熱管11內管相連接；并聯與換熱系統中光滑管換熱器的光滑管換熱管12內管連通；數據采集控制系統由溫度傳感器、壓力傳感器和流量計傳感器以及控制面板組成；強化內管換熱管11的進口和出口壁分別設有第一溫度感器8a和第四溫度感器8d；光滑管換熱管12的進口和出口壁分別設有第二溫度感器8b和第三溫度感器8c；強化內管換熱管11和光滑管換熱管12進出口兩段設有差壓傳感器15和壓力傳感器16；其中第一溫度傳感器8a、第二溫度傳感器8b、第三溫度傳感器8c、第四溫度傳感器8d和渦輪流量計4均與控制面板相連接。

優選上述強化內管換熱管11管為翅片管、螺紋管、波紋管、或內插螺旋線圈的圓形直管的任意一種；強化管觀察套管9和光滑管觀察套管14均為透明的 PVC管、PP管、不銹鋼套管，有一段開槽，嵌入有機玻璃；可以觀察冷凝現象。