[发明专利]一种翅片管单管传热性能测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及各种类型的翅片管单管传热性能测试装置。

背景技术

翅片管是空冷器的核心元件，随着科学技术的发展和能源的不断减少，节能意识的不断提高，节能产品的开发和利用也越来越多引起大家的重视，尤其是余热回收和再利用，成为当前和未来国家发展的重要领域，空冷器正是这一领域的重要产品之一，因此，空冷器的应用越来越广泛。作为国家钻采炼化设备质量监督检验中心，我们建设了该试验装置，该装置从2011年立项，历时4年建成，将为我国空冷器行业新产品研发、设计、性能测试提供一个检验检测的平台，促进空冷器行业的发展壮大，填补了国内翅片管传热性能测试的空白。

发明内容

本发明提供一种翅片管单管传热性能测试装置，空气流量和蒸汽流量的调节范围大，控制测量精度高。

为此，本发明采用的技术方案为：

一种翅片管单管传热性能测试装置，该测试装置分为蒸汽系统和空气系统；蒸汽系统由可控硅调节器、电加热蒸汽发生器、汽水分离储罐、蒸汽过热器、蒸汽进口测量段、热交换测试段、冷凝液计量罐和电磁阀依次连接而成；空气系统由空气冷却器、空气加热器、空气进口测温段、热交换测试段、空气出口测温段、风速测量段、引风机依次连接而成。

引风机由变频器调节控制引风机的空气流量。

所述冷凝液计量罐上配置液位计；该液位计和所述电磁阀联动。

本发明可对各种类型的翅片管单管进行传热性能测试，空气流量调节范围为0～3000m³/h，通过变频器16调节风机15的电机频率，实现空气流量的调节控制；蒸汽压力调节范围为0～0.8 MPa，通过可控硅1调节电加热蒸汽发生器2的加热电流，实现蒸汽压力的调节控制。空气流量和蒸汽流量的调节范围大，控制测量精度高。

本发明可以进行翅片管单管管内介质为蒸汽、管外介质为空气的传热性能测试。

附图说明

图1为本发明流程结构示意框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明及其效果进一步说明。

参照图1，一种翅片管单管传热性能测试装置，该测试装置分为蒸汽系统和空气系统；蒸汽系统由可控硅调节器1、电加热蒸汽发生器2、汽水分离储罐3、蒸汽过热器4、蒸汽进口测量段5、热交换测试段6、冷凝液计量罐7和电磁阀9依次连接而成；空气系统由空气冷却器10、空气加热器11、空气进口测温段12、热交换测试段6、空气出口测温段13、风速测量段14、引风机15依次连接而成。

引风机15由变频器16调节控制引风机15的空气流量。

所述冷凝液计量罐7上配置液位计8；该液位计8和所述电磁阀9联动，实现了冷凝液量的自动计量。具体为：系统状态稳定时，开始计量冷凝液，关闭电磁阀9，读取计算机系统时间和液位计8的液位，计量结束，读取计算机系统时间和液位计8的液位，打开电磁阀9排放冷凝液，通过计量时间段和液位计8的液位差，计算冷凝液量。

以下说明本发明工作过程：

1．蒸汽系统

设定可控硅调节器1的控制参数，可控硅调节器1控制电加热蒸汽发生器2的电加热管电流，产生稳定的饱和蒸汽，该饱和蒸汽通过管道进入汽水分离储罐3，分离蒸汽中的水分，经过分离后的蒸汽进入蒸汽过热器4，二次加热蒸汽，保证试验用蒸汽为干蒸汽。干蒸汽进入蒸汽测量段5，采用温度变送器测量蒸汽的温度ts1和压力变送器测量蒸汽压力ps1，之后，蒸汽进入热交换测试段6，通过翅片管管内，与管外空气进行传热交换，产生的冷凝液，流入冷凝液计量罐7，采用电子液位计8计量冷凝液量Gm，采用温度变送器测量冷凝液温度ts2。

蒸汽温度ts1、蒸汽压力ps1、冷凝液量Gm和冷凝液温度ts2四个测量数据上传计算机，计算出蒸汽侧热负荷。

2．空气系统：

风机采用引风式风机15，空气由空气冷却器10进入风道，通过空气冷却器10和空气加热器11的联动控制，保证进入热交换测试段6的空气温度稳定，之后，进入空气进口测温段12，测量空气进口温度ta1，然后进入热交换测试段6翅片管管外，与管内蒸汽进行传热交换，经过翅片管进入空气出口测温段13，测量空气出口温度ta2，到风速测量段14，通过风速测量段14的风速传感器，测量通过风道的风速Va，最后经由风机15排放。

空气进口温度ta1、空气出口温度ta2和风速Va三个测量数据上传计算机，计算出空气侧热负荷。

根据蒸汽侧热负荷和空气侧热负荷计算翅片管的传热系数，最终给出传热系数与风速的计算关系式。