[实用新型]一种冷凝传热性能表征装置

说明书

本实用新型公开了一种冷凝传热性能表征装置。所述装置包括：双锅炉蒸汽发生单元，用以对液体工质进行加热，包括主加热机构和辅加热机构；冷凝测试单元，用以对气态液体工质进行冷凝，包括冷凝壳体，其内设置有隔热组件、冷凝测试件及冷却循环通道，所述冷凝壳体一侧与隔热组件围设形成冷凝腔室，所述冷凝测试件设置于所述隔热组件中心，且冷凝测试件表面暴露于所述冷凝腔室内，所述冷凝腔室与双锅炉蒸汽发生单元连通；冷凝压降单元，用以控制整个装置内部蒸汽稳态流动及真空度。本实用新型提供的小型化、紧凑化、模块化的冷凝传热性能表征装置，可最大限度的减小热量损耗，可获得不同样品纯蒸汽和极低不凝性气体工况下的冷凝传热性能和传质性能。

技术领域

本实用新型涉及传热评价技术领域，具体涉及一种冷凝传热性能表征装置。

背景技术

随着微-纳加工技术的发展，设计开发新型的微-纳界面用于强化冷凝传热受到了广泛关注并成为近年来的研究热点。然而目前冷凝传热表征装置仍无商业化产品。目前，文献报道和已公开的专利中，大部分冷凝传热实验采用大型、复杂、多线路的实验装置，不仅不利于系统内部不凝性气体的精确控制，且占用大量空间造成热量损耗。例如，在已公开的冷凝传热装置中，公开号为CN 101963588A的专利文件中公开的“一种冷凝传热效果评价系统”只限于饱和蒸汽在金属表面的冷凝传热评价，对蒸汽工况以及测试材料的选择范围窄，难以满足多需求的冷凝传热实验；公开号为CN 103196945A的专利文件中公开的“可实现自然循环与强迫循环耦合的冷凝换热实验装置”只能进行单管及管束的管外冷凝换热实验，难以获得含有极低不凝性气体工况的冷凝传热性能，并且设备设计复杂，管路多易导致较高热量损耗；公开号为CN104407008A的专利文件中公开的“一种评价混合蒸汽局部冷凝传热性能的测试系统”对系统低真空度控制较难，只针对含有大量不凝性气体的蒸汽冷凝实验，蒸汽温区可调节的范围窄，并且只限于对水平管进行冷凝传热测试；公开号为CN108469450A的专利文件中公开的“多功能蒸汽冷凝换热及结霜过程可视化实验装置”冷凝腔体过大、管道长造成不必要的热损耗，通过将样品贴在帕尔贴表面的方式将导致样品表面温度计算误差增大。

针对上述问题有必要开发新一代冷凝传热性能表征装置，该装置要满足以下特点：①不同材料竖直圆形面(非管材)在纯蒸汽或含极低不凝性气体工况下冷凝传热性能表征；②小型化、紧凑化的设计尽可能减小热量损耗。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于克服现有技术存在的极低不凝性气体含量难以控制、蒸汽温区调控范围窄以及热量损耗较大等问题，提供一种冷凝传热性能表征装置。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

本实用新型实施例提供了一种冷凝传热性能表征装置，其包括：

双锅炉蒸汽发生单元，其至少用以对液体工质进行加热，包括主加热机构和辅加热机构；

冷凝测试单元，其至少用以对气态液体工质进行冷凝，其包括冷凝壳体，所述冷凝壳体内设置有隔热组件、冷凝测试件及冷却循环通道，所述冷凝壳体一侧与隔热组件围设形成冷凝腔室，所述冷凝测试件设置于所述隔热组件中心，且冷凝测试件表面暴露于所述冷凝腔室内，所述冷凝腔室与双锅炉蒸汽发生单元连通，并且，所述冷凝单元为垂直设置；

冷凝压降单元，与所述冷凝测试单元、一真空单元连通，其至少用以控制整个装置内部蒸汽稳态流动及真空度。

在一些实施例中，所述双锅炉蒸汽发生单元包括主加热机构、辅加热机构、第一温度控制机构、第二温度控制机构及温度传感机构，所述主加热机构与辅加热机构之间设置有真空连接组件，所述主加热机构与第一温度控制机构连接，所述辅加热机构与第二温度控制机构连接。

在一些实施例中，所述冷凝测试单元还包括：

温度传感机构，其至少用以对所述冷凝腔室内蒸汽温度、冷凝测试件温度进行测量；