[实用新型]一种研究换热表面对流动沸腾换热影响的实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及流动沸腾换热领域，具体地说是一种研究换热表面对流动沸腾换热影响的实验装置。

背景技术

流动沸腾作为高效换热效果已经得到广泛的应用，提高流动沸腾的传热特性在传热和制冷领域中越来越被重视。对换热表面的改进是强化流动沸腾换热的有效方法。因此研究不同换热表面对流动沸腾换热效果的影响至关重要。

目前流动沸腾试验操作，大多研究圆管内或是微、窄矩形通道的流动沸腾，实验台的测试部分都是做成一体的，无法局部更换，而且从装置外部也无法观察内部实验现象。而且在圆管内或是微、窄矩形通道内的压力较高，并对流动沸腾实验产生影响。

实用新型内容

根据上述提出的现有技术无法局部更换、观察内部实验现象以及内部压力较高等技术问题，而提供一种研究换热表面对流动沸腾换热影响的实验装置

本实用新型采用的技术手段如下：

一种研究换热表面对流动沸腾换热影响的实验装置，包括一温控检测装置，

所述温控检测装置包括换热表面温度控制系统和流动沸腾检测单元；

所述换热表面温度控制系统包括一加热装置，

所述加热装置上端设有一延长部，所述延长部上设有多个安装温度传感器的孔，所述孔的轴线垂直于所述延长部的延长方向，所述延长部的材质为铜；

所述流动沸腾检测单元包括上端板，下端板和位于所述上端板和所述下端板之间的玻璃板框，所述上端板，所述下端板和所述玻璃板框围成一换热空间，

所述上端板上设有工质流体入口，工质流体出口和多个安装温度传感器的通孔，所述工质流体入口和所述工质流体出口分别位于所述上端板的两端，

所述下端板上设有容纳所述延长部的通槽，所述通槽靠近所述下端板的上表面的一端设有一换热片，所述换热片的上表面与所述下端板的上表面处于同一平面内，

所述流动沸腾检测单元通过一支撑部支撑。

进一步地，所述延长部的侧壁与所述通槽的内壁之间设有用于填充隔热材料的间隙，所述延长部的顶端与所述换热片之间涂有导热硅脂。

进一步地，所述加热装置呈实心圆柱状，所述实心圆柱的材质为铜，所述加热装置内嵌有四个绕所述加热装置的轴线均匀分布的筒状加热器，所述筒状加热器的轴线平行于所述加热装置的轴线。

进一步地，所述上端板与所述玻璃板框之间以及所述下端板与所述玻璃板框之间分别通过槽连接，所述槽与所述玻璃板框之间还设有密封垫，所述上端板的材质和所述下端板的材质均为铝。

进一步地，所述支撑部包括上支板，下支板和位于所述上支板和所述下支板的肋板，所述加热装置的下端通过隔热衬垫与所述下支板的上表面连接，所述延长部穿过所述上支板。

进一步地，所述间隙为1mm。

进一步地，所述上支板上设有多个用于调整所述流动沸腾检测单元的水平度的蝶形螺钉。

进一步地，所述实验装置还包括水循环系统，水温控制系统和数据采集系统；

所述水循环系统包括恒温储液器，所述恒温储液器上设有水位计和电磁离心泵，所述电磁离心泵通过流量计与所述工质流体入口连通，所述电磁离心泵与所述流量计之间还设有与所述恒温储液器连通的旁通阀；

所述水温控制系统包括冷却器和位于所述恒温储液器内的加热器，所述冷却器通过过滤器与所述工质流体出口连通，所述冷却器与所述恒温储液器还通过管路一连通；

所述数据采集系统包括用于采集温度数据的温度传感器和用于分析温度数据的计算机；

工作状态下，所述恒温储液器内的工质通过所述电磁离心泵泵入到所述流动沸腾检测单元，并依次通过所述过滤器和所述冷却器回到所述恒温储液器内，工质分别经过所述恒温储液器，所述电磁离心泵，所述流量计，从所述工质流体入口进入到所述流动沸腾检测单元，从所述工质流体出口离开所述流动沸腾检测单元，经过所述过滤器进入到所述冷却器，并最终回到所述恒温储液器内。

与现有技术相比，本实用新型采用宽通道可以减少压力波动对于流动沸腾的影响，因此研究不同换热表面时，采用宽通道可以更加客观的评价换热面的流动沸腾换热效果。

本实用新型采用透明的玻璃板框，便于观察沸腾过程中气泡的形成和脱离，从而判断换热表面对流动沸腾的影响。

本实用新型通过实验参数测量计算出换热表面上流动沸腾的热流密度，并可调节换热表面温度及工质流体温度和流量。通过对不同工质温度和不同工质流量时的实验数据进行分析对比研究换热表面对流动沸腾换热的影响。

本实用新型可以更换换热表面，从而研究不同换热表面的流动沸腾传热特性。