[发明专利]换热翅片温度场红外可视化实验装置

说明书

技术领域

本发明涉及换热器流动传热过程中温度场可视化实验系统，更具体地说，本发明涉及 一种换热翅片的温度场红外可视化实验装置。

背景技术

流动传热现象普遍存在于各工业过程中，近年来，出现了许多强化换热技术并被实践 应用。但是，大部分强化技术都是以功耗的大幅度增加换取了传热效果的提高，这是因为， 流动传热的微观影响机理并不十分清晰。

各种换热器的流动传热性能的研究大多是以传统实验测试其宏观性能指标为主，即测 得换热器进出口温差及压差等指标。至于换热器内的流动以及传热具体细节则无从得知。 随着数值仿真技术的发展，数值模拟换热器的热力性能成为流动传热研究的重要手段，通 过模拟分析可以“透视”换热器内的流场和温度场。现阶段，需要新型的实验测试手段以 验证仿真结果。

可视化实验测试流动传热的场分布信息是理想的验证手段。目前，国内外的研究均致 力于可视化实验验证系统的开发。国外，一些学者通过采用烟流法或染料法等结合激光以 及照相技术，对波纹管道内的流动情况进行了可视化实验研究，还有学者利用染料流法以 及二氧化钛油膜法实现了对翅片不同排列形式的传热表面的流动情况进行了可视化研究， 随着测试技术的发展，PIV技术也经常用作流动情况的测试分析。国内外的可视化实验研究 更多地集中在流场测试上，因此，迫切需要建立一种新型实验系统，实现换热表面温度场 分布的可视化研究。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有换热器流动传热过程中详细温度场分布信息获取 困难的不足，提供一种换热表面温度场可视化实验系统。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

提供一种换热翅片温度场红外可视化实验装置，包括两个交汇于换热器的介质通道， 介质通道中的一个与换热器的外壳相接，另一个与换热器的内管相接，该内管上设换热翅 片；所述换热器的内管与介质通道是活动连接的；换热器有一处活动连接的外壳部位，该 外壳部位的内壁与所述内管固定连接，且其外壁与一个快速弹簧相连；所述快速弹簧的伸 缩段上方设置一个红外温度摄像仪。

作为一种改进，所述换热翅片是中空的，与内管的内部相通。

作为一种改进，所述快速弹簧设有启动开关。

作为一种改进，所述两个介质通道是冷风通道和热风通道，

作为一种改进，所述介质通道由换热器向外依次为：入口段、测量段、整流段、风门、 加热器和风机；测量段上设测量孔，整流段内置整流网，风门内置流量调节阀门。

作为一种改进，所述介质通道外部包裹保温层。

作为一种改进，所述介质通道内设置过滤网。

与现有实验测试技术相比，本发明的有益效果是：

1、传统实验方法由于换热器内流道的细腻，以及换热器材料等多方面的限制，无法开 展温度场可视化研究，即使设置全场多点测试，也会在很大程度上影响流动及传热状况； 而本实验系统通过非接触式测量，可以实现换热翅片表面温度场的可视化测试，得到全场 温度分布的详细信息。

2、与传统风洞测试相比，本实验系统便捷轻巧，便于移动；而且可以根据不同数值模 拟验证需求，通过替换实验段，实现多种换热表面的可视化测试。

3、为了实现换热翅片表面的红外摄像测量，避开材料的非透明障碍，该实验系统设置 有快速弹簧，其与挡板配合；在换热翅片流动传热达到平衡态时，可快速将翅片弹出至红 外摄像仪下方，从而完成温度全场瞬时记录功能。

4、该实验系统可同时配置热电偶测试，以完成对红外摄像仪的标定与校验等，有助于 提高测试可靠性与测试精度。

附图说明

图1为温度场红外可视化实验装置水平方向布置示意图；

图2为温度场红外可视化实验装置竖直方向布置示意图；

图3为热交换过程中换热翅片位置示意图；

图4为快速弹簧收回、换热翅片被拉出后的位置示意图。

图中附图标记为：风机1、加热器2、风门3、整流段4、测量段5、入口段6、实验段 7(即换热器)、换热翅片8、快速弹簧9、红外热像仪10。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。