[发明专利]PLIF-PIV可视化池式沸腾实验装置加热器

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种实验装置，具体地说是沸腾实验装置。

背景技术

沸腾行为作为一种高效的换热方式广泛存在于多种换热设备中，如微电子设备的冷却器、空调以及核反应堆等。然而由于汽泡行为的复杂特性，对其研究尚不充分，因而在很大程度上限制了沸腾换热的应用。汽泡周围的温度场和速度场对汽泡行为的研究有着重要的影响，由于尺度较小采用常规方法很难实现精确测量。而PLIF(平面诱导荧光)-PIV(平面粒子测速)技术则可以同时获取液体内平面内的温度场分布以及速度场分布，有利于对汽泡行为和沸腾行为的进一步研究。然而一般的沸腾加热装置由于没有考虑到PLIF-PIV研究中的可视化需求，设计的加热装置很难满足实验的要求，同时由于密封以及热流密度控制上的缺点，很难获取较好的实验结果。

发明内容

本发明的目的在于提供用于研究汽泡周围的温度场以及速度场的变化的PLIF-PIV可视化池式沸腾实验装置加热器。

本发明的目的是这样实现的：

本发明PLIF-PIV可视化池式沸腾实验装置加热器，其特征是：包括ITO玻璃、左加热器单元、右加热器单元；左加热器单元包括加热面上盖板、加热面基座、加热面底部紧固块、沸腾表面密封圈、绝热圈、导电铜箔，加热面基座和加热面底部紧固块的剖面均为由短剖面和长剖面构成的L型，加热面基座的长剖面和加热面底部紧固块的长剖面相固定，且加热面基座的长剖面位于加热面底部紧固块长剖面的上方，加热面基座的短剖面面向下方，加热面上盖板固定在加热面基座的上方且相对于加热面基座有伸出部分，加热面上盖板的伸出部分与加热面底部紧固块的短剖面相对，ITO玻璃的左端部安装在加热面上盖板的伸出部分与加热面底部紧固块的短剖面之间，ITO玻璃的左端部与加热面上盖板的伸出部分之间安装沸腾表面密封圈，ITO玻璃的左端部与加热面底部紧固块之间依次安装导电铜箔、绝热圈；右加热器单元与左加热器单元结构相同，且右加热器单元与ITO玻璃的装配关系与左加热器单元相同。

本发明还可以包括：

1、所述的ITO玻璃包括基板，基板的中部上镀有ITO镀膜，ITO镀膜的左端和右端即分别与左加热器单元和右加热器单元的导电铜箔相连的部分设置导电胶带。

2、加热面基座的上表面设置开设密封槽道，密封槽道里安装加热面上盖板密封圈，加热面基座短剖面的下表面开设加热器密封槽道和加热器螺孔。

3、加热面上盖板密封圈的材质为丁晴橡胶；密封槽道经过铣削加工为矩形槽道，其宽度为3mm，槽深为2mm；加热器密封槽道的宽度和深度都是5mm；沸腾表面密封圈的材质为硅胶；ITO玻璃的基板为厚度1.1mm的蓝宝石玻璃；绝热圈由环氧树脂加工而成，厚度为2mm；加热面底部紧固块短剖面与加热面基座长剖面的缝隙尺寸为1mm。

本发明的优势在于：

(1)采用ITO玻璃作为沸腾表面和加热元件使得本发明具备了更好的可视化效果，且其表面热流密度可以更好的进行控制，获取较高的热流密度从而可以极大扩展实验参数的范围。

(2)独立设计的PLIF-PIV沸腾实验装置具有较高的适用性，通过简单的容器设计改变就可以分别研究各种壁面朝向条件下的沸腾汽泡行为。

(3)本发明在很大程度上可以消除边角部位的沸腾现象，给高速摄影拍摄汽泡图像以及结合PLIF-PIV技术对汽泡周围温度场以及速度场的测量带来方便。

附图说明

图1为本发明的剖视图；

图2a为本发明ITO玻璃结构示意图a，图2b为本发明ITO玻璃结构示意图b。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1～2，本发明所涉及的PLIF-PIV可视化池式沸腾实验装置加热器主要包括以下几部分，加热面基座1、加热面上盖板2、加热面底部紧固块3、ITO玻璃4、导电铜箔5、绝热圈6、加热面上盖板密封圈7、沸腾表面密封圈8、紧固螺丝9、加热器密封槽道10、密封槽道11以及加热器螺孔12。沸腾表面为矩形，加热面基座1、加热面上盖板2以及加热面底部紧固块3全部由不锈钢加工而成。为了保证加工精度，加热面上盖板直接采用1mm厚度的不锈钢板线切割加工。通过紧固螺丝9的紧固，将ITO玻璃4夹在这些结构体中间，并通过沸腾表面密封圈8形成密封，避免了泄露的发生。