[实用新型]一种气体冷却介质换热系数测量设备

说明书

一种气体冷却介质换热系数测量设备，包括待测板材转动机构，位于透明外壳内，用于固定不同材料的待测板材并带动待测板材进行旋转；冷却介质喷射机构，朝向待测板材转动机构，用于向待测板材喷射气体冷却介质；气体冷却介质输送机构，位于透明外壳外并与冷却介质喷射机构连接，用于向冷却介质喷射机构提供不同的气体冷却介质；温度测量机构，安装在待测板材转动机构上，用于测量出待测板材冷却前后的温度。本发明可以根据控制变量理论，自行改变影响因素及不同的换热气体冷却介质，测量出不同工况下不同换热气体冷却换热系数，根据现有理论计算模型，计算出不同工况下的气体冷却换热，择优选择针对不同种类待冷却板材料的冷却气体及相关参数。

技术领域

本发明涉及流体参数测量、热处理淬火工艺的技术领域，尤其涉及一种气体冷却介质换热系数测量设备。

背景技术

目前主要针对换热系数的实验测量方法有以下几种：比拟法、热流法、集中参数法、周期振荡法和液晶测温法。其中热流法原理简单，可操作性强，在工程测量换热系数时被广泛采用。根据测量时系统换热热流的状态，可以分为：

(1)稳态热流法:控制系统换热热流为定值，测量时系统处于稳态，换热热流的各点温度理论上不随时间变化。这种方法不需要时刻测量热流变化，实验操作和数据处理较为简单，易于实现；但实验周期长，而且热流对固体温度边界较为敏感，实验误差较大，实验条件也比较苛刻；

(2)瞬态热流法:系统不处于稳态，换热热流与各点温度随时间变化。相对于稳态热流法，瞬态热流法的测量结果更能反映出对流换热系数与温度的关系，实验周期短，而且克服了热流对固体温度边界敏感的问题，有效减小误差，因此近年来被越来越广泛地应用在测量换热系数的实验中。但相比于稳态热流法，瞬态热流法的实验操作与数据处理较为繁琐。

目前针对气体冷却换热系数的理论计算有着坚实的基础，实验方法也根据不同的理论模型而产生，但是依旧缺少测量在改变其他换热效果影响因素前提下的不同气体冷却换热系数的设备。其中影响因素可包含：气体的射流速度、喷口压力、喷口排布、与待换热物体接触角度和距离等。

发明内容

基于以上现有技术的不足，本发明所解决的技术问题在于提供一种气体冷却介质换热系数测量设备，可以测量出不同工况下不同换热气体冷却换热系数，根据现有理论计算模型，计算出不同工况下的气体冷却换热，择优选择针对不同种类待冷却板材料的冷却气体及相关参数。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案来实现：本发明提供一种气体冷却介质换热系数测量设备，包括待测板材转动机构，位于透明外壳内，用于固定不同材料的待测板材并带动待测板材进行旋转；冷却介质喷射机构，位于透明外壳内并朝向所述待测板材转动机构，用于向待测板材喷射气体冷却介质；气体冷却介质输送机构，位于透明外壳外并与所述冷却介质喷射机构连接，用于向所述冷却介质喷射机构提供不同的气体冷却介质；温度测量机构，安装在待测板材转动机构上，用于测量出待测板材冷却前后的温度。

进一步的，所述待测板材转动机构包括：板材托架，其上安装固定有待测板材；托架支承体，固定在所述透明外壳的底部并可转动的支撑住所述板材托架；驱动机构，位于所述托架支承体的一侧，并用于驱动所述板材托架在所述托架支承体上进行旋转。

进一步的，所述驱动机构包括电机、与所述电机连接的连接轴；所述连接轴与所述板材托架连接并带动板材托架旋转。

可选的，所述冷却介质喷射机构包括：可旋转喷嘴支架，其上安装有呈矩形分布的冷却喷嘴，所述冷却喷嘴朝向所述待测板材设置并向待测板材喷射气体冷却介质；三维移动机构，位于所述可旋转喷嘴支架的上方，并可带动可旋转喷嘴支架进行上下左右自行移动；旋转电机，安装在所述可旋转喷嘴支架和三维移动机构之间，用于控制可旋转喷嘴支架的旋转角度。