[发明专利]一种材料表面结垢行为模拟在线监测试验系统和试验方法

说明书

一种材料表面结垢行为模拟在线监测试验系统和试验方法，系统包括设置结垢液存储单元、运输管道单元、加热单元、控制单元和移动支架单元，还包括试样管路单元和参数测控单元，运输管道单元包括设置在同一个垂直面的矩形主管回路与矩形旁管回路。方法包括清洗、置入试样、试验和结束。结构合理，操作方便，可控性强。可模拟各种温度、结垢液、流体流量等多因素综合影响下的结垢环境，可简便快速、科学合理地模拟在线监测不同润湿性、不同表面特性的管状试样或片状试样的包括结垢量、结垢速率和结垢厚度变化的表面结垢行为，并测试评价试样材料的结垢/防结垢性能，为在结垢环境下监测防结垢自清洁材料表面结垢行为提供创新的试验系统与试验方法。

技术领域

本发明涉及材料表面结垢监测，特别是涉及一种材料表面结垢行为模拟在线监测试验系统和试验方法。

背景技术

在涉及流体介质换热过程的系统与设备中，由于流体介质的品质不良，材料表面结垢行为难以避免，不但降低系统与设备的工作效能，甚至损坏部件引发安全事故，造成重大经济损失，而且直接或间接影响自然环境。现有的实验室小型材料表面结垢行为模拟试验装置，操作不便，可控性弱。难以合理模拟包括但不限于温度、结垢流体、流场以及表界面特性的结垢环境，与实际状况存在明显偏差，尤其是不能在线监测结垢过程中结垢量、结垢速率和结垢厚度的变化，相关监测数据的可比较性欠差。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题是弥补现有技术存在的缺陷，提供一种材料表面结垢行为模拟在线监测试验系统。

本发明所要解决的另一个技术问题是弥补现有技术存在的缺陷，提供一种材料表面结垢行为模拟在线监测试验方法。

本发明材料表面结垢行为模拟在线监测试验系统的技术问题通过以下技术方案予以解决。

这种材料表面结垢行为模拟在线监测试验系统，包括设置在系统的底部的结垢液存储单元、运输管道单元、加热单元、控制单元和移动支架单元，所述结垢液存储单元用于存储和回收结垢液，所述运输管道单元用于运输结垢液并且控制结垢液的流量，所述加热单元用于将结垢液的温度加热至试验设定值，所述控制单元用于控制运输管道单元、加热单元的启停和运行以及显示试验参数，所述移动支架单元用于支撑固定系统的各个单元和方便系统的移动。

这种材料表面结垢行为模拟在线监测试验系统的特点是，

还包括试样管路单元和参数测控单元。

所述试样管路单元包括尼龙/有机玻璃试验管、密封垫圈和快接法兰，用于镶嵌不同基材、润湿性、表面粗糙度及表面特性的管状试样或片状试样，并测试试样在管道流体的模拟环境下的结垢行为及性能，以及实现结垢过程的可视化监控。

所述参数测控单元包括第一探针式温度传感器、第二探针式温度传感器、贴片式温度传感器、第一压差传感器、第二压差传感器、电导率传感器和流量计，所述第一探针式温度传感器设置在加热单元与试样管路单元之间，用于测定进入试样管路单元前结垢液的温度，所述第二探针式温度传感器设置在结垢液存储单元中，用于测定流出试样管路单元后结垢液的温度，所述贴片式温度传感器设置在试样管路单元的尼龙/有机玻璃试验管的内、外表面，用于测定试验管壁内外温度和测定垢层厚度，所述第一压差传感器和第二压差传感器分别设置在试样管路单元的前端和后端，用于测定结垢液流经试样管路单元的压差；所述电导率传感器设置在试样管路单元后端的第二压差传感器的后面，用于测定结垢液的离子浓度；所述流量计设置在加热单元的前端，用于测量结垢液的流量。