[发明专利]一种超临界水和二氧化碳混合工质传热的实验方法

权利要求书

1.一种超临界水和二氧化碳混合工质传热的实验方法，其特征在于：包括，

供水：由供水单元（100）实现，其中，储水罐（101）中的工质水流经与其相连通的第一控制组件（102）；

供二氧化碳：由供二氧化碳单元（200）实现，其中，二氧化碳液化供料组件（201）中的工质二氧化碳流经与其相连通的第二控制组件（202）；

混合、加热：由预热混合单元（300）实现，其中，供水单元（100）内的工质水经过第一预热组件（301）预热，供二氧化碳单元（200）内的工质液态二氧化碳经过第二预热组件（302）预热后，在混合腔体（303）内混合，之后经过第三预热组件（304）加热；第一预热组件（301）分为两段对工质水进行加热，第一段加热至350℃，第二段加热至400℃，第二预热组件（302）将工质二氧化碳加热至400℃；第三预热组件（304）将混合工质加热至400~600℃；

控温测试：由测试组件（307）监控系统参数；

冷却：由冷却单元（400）进行冷却；

控压排放：由控压排放单元（500）实现，其中，电动调压阀（501）和气动背压阀（502）组合使用对工质进行控压排放；调节电动调压阀（501）的阀前压力24MPa、阀后压力用气动背压阀（502）控制为15MPa；

所述供二氧化碳，其中，二氧化碳气瓶（201a）提供的工质二氧化碳经过第三控制组件（201b），进入二氧化碳液化供料罐体（201c）中；所述二氧化碳液化供料罐体（201c），包括设于所述二氧化碳液化供料罐体（201c）底部的冷媒入口（201c-1）、设于所述二氧化碳液化供料罐体（201c）内部并与所述冷媒入口（201c-1）相连通的冷却盘管（201c-2）、设于所述二氧化碳液化供料罐体（201c）侧壁并通过所述二氧化碳液化供料罐体（201c）侧壁的夹层与所述冷却盘管（201c-2）相连通的冷媒出口（201c-3），以及设于所述二氧化碳液化供料罐体（201c）侧壁并通入二氧化碳液化供料罐体（201c）内部的二氧化碳进气口（201c-4）和饱和态二氧化碳出口（201c-5）；

所述供二氧化碳，分为液化储备阶段和深冷供料阶段；液化储备阶段时，冷媒主要为所述二氧化碳液化供料罐体（201c）供冷；深冷供料阶段时，冷媒主要为所述第二控制组件（202）供冷；

所述预热混合单元（300），其每个预热组件均由一台直流电源（306）输出能量，每个预热组件均包括至少四个导电板，所述导电板依次连接所述直流电源（306）的负极、正极、正极、负极，所述负极均接地；

所述混合工质中二氧化碳的质量占比50%；

所述控温测试，其中，所述测试组件（307）读取混合工质流体的压力、温度、壁面温度以及压差、加热功率；所述测试组件（307）包括凸台式热电偶（307a），将所述凸台式热电偶（307a）伸至主流中心测量流体中心温度。

2.如权利要求1所述的超临界水和二氧化碳混合工质传热的实验方法，其特征在于：所述冷却，包括采用套管式冷凝器（401）进行冷却，其中，套管式冷凝器（401）的入口和出口分别与第一冷凝储水罐体（401-1）和第二冷凝储水罐体（401-2）连接，所述第一冷凝储水罐体（401-1）中储存常温去离子水，为所述套管式冷凝器（401）提供冷却用水，所述第二冷凝储水罐体（401-2）回收从套管式冷凝器（401）流出的去离子水，所述第一冷凝储水罐体（401-1）和所述第二冷凝储水罐体（401-2）之间设有水泵（401-3），将所述第二冷凝储水罐体（401-2）中的去离子水泵入所述第一冷凝储水罐体（401-1）中。

3.如权利要求1或2所述的超临界水和二氧化碳混合工质传热的实验方法，其特征在于：所述供水，其包括，打开储水罐出口阀（102a）和第一泵出口排放针阀（102d-1），让工质水缓缓稳定流出后，关闭第一泵出口排放针阀（102d-1）、并打开第一泵出口球阀（102d-2），开启第一高压计量泵（102c）、第一质量流量计（102e），调整供水背压阀（102f），控制水压。