[发明专利]多相流喷射式热交换测试装置

说明书

本发明公开一种多相流喷射式热交换测试装置，属于热交换装置领域。其包括蒸汽发生试验装置、喷射式热交换试验装置和测量装置，所述蒸汽发生试验装置包括蒸汽发生器和过热器，所述蒸汽发生器与过热器通过蒸汽管道连接，所述喷射式热交换试验装置包括超声速蒸汽喷嘴、进水管、出水管和水箱，测量装置包括高速摄像头和数据采集系统。本发明提供的一种多相流喷射式热交换测试装置，可直观的观察热交换状况，自动测量温度、压力等参数，测量精度高。

技术领域

本发明涉及一种多相流喷射式热交换测试装置，属于热交换装置领域。

背景技术

在蒸汽供热的采暖系统中，供热过程是利用蒸汽锅炉生产出蒸汽，通过换热装置进行汽-水换热，制取高温热水后送入热网，以热水的形式输送至热用户。对于这种供热方式，汽-水换热装置就成为整个系统制备热水的关键设备。传统的汽-水换热方式多采用表面式间接换热，以采用板式汽-水换热器或管壳式汽-水换热器作为加热水的换热设备者居多。但是，多相流喷射式热交换装置相比表面式汽-水换热器具有更大的使用优势。

喷射式热交换装置是射流技术在传热领域的应用，它是通过汽、水两相流体的直接混合来生产热水的设备。多相流喷射式热交换装置具有转换效率高，体积小，噪音低，安装简单，运行可靠、使用寿命长等优点。大量实践证明，多相流喷射式热交换装置的使用性能在多方面超过传统的表面式换热器。除了上述优点以外，该装置还具有节能的作用。

喷射式换热器按照驱动介质不同分为射水带汽式和射汽带水式两种。射水带汽式是指通过喷嘴射流，蒸汽作为被引射流体；射汽带水式是指蒸汽通过喷嘴射流，水作为被引射流体。在热水供暖系统中采用射水带汽喷射式换热装置可以代替表面式换热器，利用水的引射作用与蒸汽直接混合，热能利用率相对较高，但换热器出口不具有升压作用。而射汽带水喷射式换热装置除了混合加热，还具有升压作用，不仅可以代替表面式汽水两相换热器，还可以代替循环水泵驱动系统运行，起到节煤、节电、节省设备投资等作用。

多相流非常广泛的存在于航空航天、电力、化工、制冷、供热及核工业等领域中。近年来随着对于环境保护和可持续发展的持续关注，以利用低温、低压热源的多相流喷射式热交换装置因其高效的传热和传质特性，换热系数大，换热效率接近100%，具有升压特性等优点，受到越来越多的关注和研究。但在工程实践中，喷射式热交换装置暴露出运行不稳定、噪声大、动态调节性能差、设计性能与实际性能不一致等技术难点，制约了喷射式热交换技术的推广和应用。因此，开展针对喷射式热交换装置内部多相流动的实验研究，掌握装置内多相流混合流动与换热机理具有重要意义。

本团队根据国家国际科技合作专项资助项目,International Science &Technology Cooperation Program of China，项目编号为：2013DFR60310，发明了一种多相流喷射式热交换测试装置。

发明内容

针对以上问题，本发明提供一种多相流喷射式热交换测试装置，可直观的观察热交换状况，自动测量温度、压力等参数，自动化控制程度高，测量精度高，结构简单，为优化热交换装置设计、降低能耗和噪声提供科学依据。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：多相流喷射式热交换测试装置，包括蒸汽发生试验装置、喷射式热交换试验装置和测量装置，所述蒸汽发生试验装置包括蒸汽发生器和过热器，所述蒸汽发生器与过热器通过蒸汽管道连接，所述喷射式热交换试验装置包括超声速蒸汽喷嘴、进水管、出水管和水箱，所述超声速蒸汽喷嘴通过进蒸汽管道与过热器连通，所述超声速蒸汽喷嘴设置在水箱内，进水管和出水管与水箱连通，所述水箱内设置有压力温度探针，所述进水管、出水管和进蒸汽管道上均设置有压力传感器、热电偶、流量计和阀门，所述测量装置包括高速摄像头和数据采集系统，所述压力温度探针、压力传感器、热电偶、流量计和高速摄像头均与数据采集系统连接。

所述蒸汽发生器上设置有压力表。