[发明专利]一种多孔介质水力特性及热质交换的可视化测试平台

说明书

技术领域

本发明涉及一种多孔介质水力特性及热质交换的可视化测试平台，属于热工测量技术领域。

背景技术

逆流式湿式冷却塔作为重要的换热设备广泛应用于电力、化工等各个领域，用来冷却从冷凝器及工艺设备等出来的温度较高的水或其它介质。被冷却介质由冷却水泵加压输送至冷却塔的分配管中，然后经喷嘴喷淋到多孔介质上，与此同时，环境空气由于塔的抽吸作用从塔底四周吸入，与被冷却介质进行充分的热质交换。多孔介质填料块是冷却塔循环冷却的关键部件，其热工性能的优劣对于冷却塔换热效率有重要影响。

在湿式冷却塔中，淋水填料的冷却效率可达50％到70％。多孔介质淋水填料的作用是将配水装置喷洒出来的热水分散成水膜或细小液滴，最大限度地延长空气和水的接触时间，增大两者的接触面积，从而使水和空气能够进行有效的热、质交换，因此对多孔介质填料水力特性及传热传质特性的测试及测量以用于优化填料结构并提高其热工性能显得尤为关键，同时对改进冷却塔节能技术也至关重要。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种测量多孔介质水力特性及传热传质特性的可视化测试平台，在测试不同多孔介质水力及传热传质特性时，通过填料块更换装置既可方便快捷的更换填料，又可在一定范围内改变试验中填料的位置高度。

为达到上述目的，本发明的所述方案是这样实现的：

一种多孔介质水力特性及热质交换的可视化测试平台，所述平台包括冷却塔塔体、进风装置以及循环水装置；

所述冷却塔塔体包括外壳，设置在塔体内部上方的除水器，塔体内部的中部位置设置填料块，所述冷却塔塔体下方设置有空气分配室，所述进风装置与空气分配室相连接；

所述循环水装置包括回收水池、恒温水箱、循环水泵、电磁流量计、水分配器、旁路管以及过滤器；所述回收水池位于填料块下方，并且嵌入安装在空气分配室内，通过出水管与恒温水箱相连，所述恒温水箱内设置水箱加水口、电加热器，所述循环水泵和恒温水箱的底部连接，循环水泵的出口管路分成两路，一条管路通过旁路管连接到恒温水箱，另一条管路连通水分配器，管路上设置电磁流量计，所述电磁流量计与循环水泵之间设置过滤器，所述水分配器位于冷却塔塔体内，位于除水器与填料块之间；

所述进风装置包括离心风机、进风加热器、蒸汽加湿器以及设置在空气分配室内的空气进风整流栅，所述离心风机、进风加热器、蒸汽加湿器依次通过管路连通空气分配室。

作为优选方案，上述差压计的测压孔布置在冷却塔塔体四周，位于填料块上、下端面与冷却塔体对应的周线中心处，每条周线上各四个，直径为4mm，采用数字式微压差计测量经过填料块前后的空气差。

作为优选方案，上述恒温水箱内设置温控器以及与温控器相连接的第一测温探头，所述温控器一端连接第一测温探头，另一端连接电加热器；所述空气分配室内设置第二测温探头，所述冷却塔内上端设置第三测温探头，所述第二测温探头和第三测温探头均连接到数字式干湿球温度仪。

作为优选方案，上述冷却塔的进出水处设置铂电阻温度传感器，所述铂电阻温度传感器安装在水分配器的喷淋水进口段的测温套管中以及回收水池通往恒温水箱的管道上；所述空气分配室的空气入口端以及电磁流量计与水分配器之间的管路上设置压力表。

作为优选方案，上述平台还包括填料块更换装置，所述填料块更换装置包含可移动填料块支撑架，可移动填料块支撑架两侧面前后各有一直齿轮，与固定在冷却塔内壁的齿条啮合，可移动填料块支撑架放置在下方的轨道上，轨道与外壳相连，轨道下方设置有轨道固定架，轨道固定架与冷却塔塔体内部两侧固定。

作为优选方案，上述冷却塔塔体采用透明有机玻璃板组装而成，冷却塔塔体顶部安装有支撑架和滚轮，滚轮下方设置有悬吊臂，悬吊臂一端固定在冷却塔塔体上，另一端安装有第一滑轮，同时冷却塔塔体侧面上也设置有第二滑轮，所述滚轮及第一滑轮,第二滑轮上绕有钢丝，所述钢丝一端固定于滚轮上，另一端穿过第一滑轮与第二滑轮，固定于可移动填料块支撑架上，所述滚轮侧面连接有摇杆，通过摇杆转动钢丝改变可移动填料块支撑架的高度，从而改变测试过程中填料块的位置高度。

作为优选方案，上述填料块更换装置上下端面采用带有倾角的翅片啮合密封，翅片与水平面的倾斜角为8°-12°，左右侧边采用迷宫封，封条呈方波形状。

作为优选方案，上述回收水池底部向恒温水箱方向带有倾角，倾角用于沉积循环水系统中的杂质，所述回收水池的出水管连接回收水池与恒温水箱，其表面包覆一层保温层，出水管高度高于倾角底部3-5cm。