一種氣-液換熱器傳熱系數(shù)測定裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及換熱器傳熱系數(shù)測試裝置，尤其是涉及一種氣-液換熱器傳熱系 數(shù)測定裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 換熱器因為換熱對象的不同、使用場合的不同、傳熱介質(zhì)的不同，導(dǎo)致?lián)Q熱器的種 類繁多，從介質(zhì)物理狀態(tài)不同來分，主要由氣-氣換熱、氣-液換熱、液-液換熱，中間還有 一些涉及相變的換熱，對于不同性質(zhì)、不同相介質(zhì)之間的換熱器，其結(jié)構(gòu)形式是不同的，如 液態(tài)相的導(dǎo)熱系數(shù)很高，但是氣態(tài)相的導(dǎo)熱系數(shù)很低，這樣熱阻主要集中在氣態(tài)側(cè)，為了提 高傳熱系數(shù)，增加傳熱效率，氣態(tài)側(cè)需要采用翅片擴展表面積、提高氣體流速、強制湍流擾 動等降低氣態(tài)側(cè)熱阻，以提高傳熱效率；然后增加氣流擾動會引起壓降增加，所以需要合理 取舍多個參數(shù)之間的取值范圍。因此，對于這樣的結(jié)構(gòu)就需要專門的傳熱系數(shù)測試評價裝 置，以獲得高效傳熱所需的數(shù)據(jù)，而不能用一般的傳熱系數(shù)測試裝置進行測定，因此對于不 同換熱器，會有不同的傳熱系數(shù)測試裝置，以獲得需要的性能參數(shù)。
[0003] 國內(nèi)外對換熱器傳熱系數(shù)測試的研究較多，如北京鋼鐵學(xué)院的張克強提出的申請 號為86102931 "傳熱系數(shù)測定儀"，利用計算機控制，連續(xù)測量連鑄二冷水和鑄坯表面間 的傳熱系數(shù)和熱流密度，通過傳熱系數(shù)的測定，可設(shè)計和改進二冷噴嘴的結(jié)構(gòu)，提高鑄坯質(zhì) 量和產(chǎn)量。如哈爾濱工程大學(xué)范廣銘等提出的申請?zhí)枮?01010587371. 6 "多功能寬流程 單相對流換熱試驗裝置"，公開了一種多功能寬流程的單相流換熱實驗裝置，包括循環(huán)水系 統(tǒng)、電加熱系統(tǒng)、測量系統(tǒng)、實驗段四部分組成。循環(huán)水系統(tǒng)由熱水循環(huán)系統(tǒng)和冷水循環(huán)系 統(tǒng)兩部分組成；電加熱系統(tǒng)主要由電加熱器和相應(yīng)的控制系統(tǒng)構(gòu)成；測量系統(tǒng)包括溫度測 量、流量測量、壓差測量及相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；實驗段由一套管式換熱器和一管束換熱器 并聯(lián)組成；集傳熱管和管束換熱器單相對流換熱和流動阻力測試于一體，可以在層流區(qū)、過 渡區(qū)和紊流區(qū)的很寬的雷諾數(shù)范圍內(nèi)對不同形狀、不同幾何尺寸的傳熱管和不同布管方式 的換熱器進行傳熱特性及流動阻力特性的試驗研究。東北電力學(xué)院的楊善讓等提出的申請 號為200510088762. 2"管側(cè)對流換熱強化技術(shù)動態(tài)模擬綜合評價方法及裝置"，公開了一種 用于動態(tài)模擬綜合評價管側(cè)對流換熱強化技術(shù)的換熱效果、流動阻力、污垢特性和清洗特 性的方法和監(jiān)測、評價裝置。該裝置主要由管式模擬換熱器、循環(huán)水冷卻裝置、補水箱、集水 槽、水栗、恒溫調(diào)節(jié)器、耐垢性強的流量測量裝置、膠球清洗模擬裝置以及計算機監(jiān)測評價 系統(tǒng)等部分組成；該監(jiān)測、評價方法以強化換熱管和普通光管的換熱過程的基本影響因素 相同為基礎(chǔ)，采用除實驗?zāi)繕?biāo)參數(shù)外其余參數(shù)（管徑、長度、工質(zhì)、Re數(shù)）全部相同的強化 管和光管平行置于同一溫度恒定的水浴槽中，以進行強化換熱和光管換熱的類比分析；本 實用新型中還包括評價實驗工況選擇、實驗條件、實驗程序、強化技術(shù)設(shè)計優(yōu)化等內(nèi)容。北 京航空航天大學(xué)的徐國強等提出的申請?zhí)枮?00410074334. X"一種對流換熱系數(shù)的測試方 法及其對流換熱系數(shù)傳感器"，該發(fā)明公開了一種能夠直接測量對流換熱表面對流換熱系 數(shù)的傳感器，該發(fā)明是基于傳熱學(xué)的基本理論而設(shè)計的對流換熱系數(shù)傳感器，它可以直接 得到被測物體表面的對流換熱系數(shù)數(shù)據(jù)，也可以用于測量對流換熱表面的對流換熱熱流， 可廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)中。正如前面指出的，換熱器傳熱系數(shù)測定裝置與換熱器結(jié)構(gòu)具有很 強的針對性，申請?zhí)枮?6102931只適用于鑄坯傳熱系數(shù)的測定；申請?zhí)枮?01010587371. 6 適用于光管傳熱系數(shù)測定，由于是通過水作為介質(zhì)進行測量，不適用于氣體介質(zhì)的測量；申 請?zhí)枮?00510088762. 2同樣只適用于液相介質(zhì)傳熱系數(shù)的測定；申請?zhí)枮?00410074334. X雖然沒有限定傳熱介質(zhì)，但是對于帶翅片擴展的氣-液換熱器的傳熱系數(shù)測定也不適用， 因為它不能測量到氣相壓降這一重要指標(biāo)，壓降對功耗、滿足后續(xù)工藝需求十分重要。因此 目前雖然有多重傳熱系數(shù)測試、評價裝置，但是沒有一種傳熱系數(shù)測定、評價裝置能夠用于 對氣-液換熱器進行綜合測試、評價的裝置。 【實用新型內(nèi)容】
[0004] 本實用新型的目的在于提供一種氣-液換熱器傳熱系數(shù)測定裝置，可用于對不同 氣相側(cè)翅片擴展形式和管子排列方式進行傳熱系數(shù)測試、壓降測試和優(yōu)化結(jié)構(gòu)傳熱效率評 價的裝置。
[0005] 本實用新型采用的技術(shù)方案如下：
[0006] 本實用新型的風(fēng)機的出風(fēng)口安裝有調(diào)節(jié)閥門，調(diào)節(jié)閥門的出口的管道內(nèi)裝有氣體 流量計，帶90°彎頭管道的一端與氣體流量計的出口端連接，另一端與第一異徑通的小端 連接；氣體加熱器的進口端與第一異徑通的大端連接，氣體加熱器的出口端與氣-液換熱 器的進口端相連，氣-液換熱器的出口端與第二異徑通的大端連接，第二異徑通的小端通 過帶二個90°彎頭管道與三通的第一端連接，三通的第二端與風(fēng)機的進風(fēng)口相連，三通的 第三端放空口裝有放空口調(diào)節(jié)閥門，以上構(gòu)成氣相的流體流道；氣-液換熱器的液體進口 端與第三異徑通小端相連，大端與氣-液換熱器相連，第三異徑通的小端裝有液體流量計 和液體進口側(cè)溫度傳感器；在氣-液換熱器的液體出口端與第四異徑通大端相連，第四異 徑通的小端孔內(nèi)裝有液體出口側(cè)溫度傳感器，大端與氣-液換熱器相連，以上構(gòu)成液相的 流體流道；氣體加熱器的出口端管內(nèi)裝有氣體進口側(cè)壓力傳感器和多個氣體進口側(cè)溫度傳 感器，第二異徑通的大端管內(nèi)裝有氣體出口側(cè)壓力傳感器和多個氣體出口側(cè)溫度傳感器。
[0007] 所述氣體進口側(cè)溫度傳感器在同一圓周截面上均布；所述氣體出口側(cè)溫度傳感器 在在同一圓周截面上均布。
[0008] 所述氣體加熱器，是電加熱或帶有自動溫度控制系統(tǒng)的蒸汽加熱器。
[0009] 所述氣-液換熱器由一系列換熱管排列和安裝于管子外側(cè)的各種翅片構(gòu)成。
[0010] 所述氣-液換熱器由一系列管子排列的方式呈正方形、正三角形、轉(zhuǎn)正三角形或 矩形排列。
[0011] 所述翅片是平面的翅片、波浪形的翅片、帶孔的翅片或是帶突翼的翅片。
[0012] 本實用新型具有的有益效果是：
[0013] 氣-液換熱器是一種熱阻主要集中于氣體一側(cè)的換熱結(jié)構(gòu)，因此需要對氣體一側(cè) 進行強化傳熱，包括擴展翅片、增加氣體擾流、增加氣體流速。但是增加氣流擾動會引起壓 降增加；增加氣體流速會增加功耗，如何合理取舍多個參數(shù)之間的取值范圍是設(shè)計這類結(jié) 構(gòu)的關(guān)鍵。本實用新型可以通過對傳熱系數(shù)的測定和壓降、流體阻力等參數(shù)的測定和評價， 優(yōu)化各參數(shù)之間的取值，達到所需要的換熱效果。
[0014] 本測試評價裝置采用氣體側(cè)流體循環(huán)利用，少量補充氣體通過放空口調(diào)節(jié)閥門進 行調(diào)節(jié)，大大節(jié)約了實驗過程的能量損失。
【附圖說明】
[0015] 圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016] 圖2是氣-液換熱器的換熱元件布置圖。
[0017] 圖3是氣-液換熱器的換熱元件的側(cè)視圖。
[0018] 圖中：1、風(fēng)機，2、調(diào)節(jié)閥門，3、氣體流量計，4、帶90°彎頭管道，5、第一異徑通，6、 氣體加熱器，7、氣體進口側(cè)壓力傳感器，8、氣體進口側(cè)溫度傳感器，9、氣-液換熱器，10、第 三異徑通，11、液體進口端，12、液體流量計，13、液體進口側(cè)溫度傳感器，14、氣體出口側(cè)溫 度傳感器，15、氣體出口側(cè)壓力傳感器，16、帶二個90°彎頭管道，17、液體出口側(cè)溫度傳感 器，18、液體出口端，19、放空口，20、放空口調(diào)節(jié)閥門，21、三通，22、進風(fēng)口，23、翅片，24、換 熱管子，25、第二異徑通，26、第四異徑通。
【具體實施方式】
[0019] 下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。
[0