CN102928107A - 一种测量电加热池沸腾强化表面管壁温的装置 - Google Patents

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宁静红
刘江彬
杨旭凯
孙志利
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Abstract

本发明公开了一种测量电加热池沸腾强化表面管壁温的装置，提供一种简单易行,准确度高的强化表面管壁温的装置。填充管的外壁上设置有多个热电偶安装槽，多个热电偶安装槽用于安装同一直线轴向不同位置处多个测点布置的热电偶；每个热电偶安装槽内分别焊接有热电偶，热电偶外部套有热电偶保护套，所述热电偶安装槽处填充有锡层，每个热电偶通过所述热电偶安装槽。本发明的测量壁温的装置安装于强化表面管与电热棒之间，测量得到的温度为强化表面管内壁温度，可以避免在强化表面管外面焊接热电偶对池沸腾换热造成的误差，准确度高，同时，避免了对强化表面管表面结构的破坏，加工更方便，简单易行。

Description

一种测量电加热池沸腾强化表面管壁温的装置
技术领域
本发明涉及一种测温装置，特别是涉及一种测量电加热池沸腾强化表面管壁温的装置。
背景技术
池沸腾换热是传热中的一种重要形式，强化表面管是一种重要的强化换热手段，研究强化表面管池沸腾换热特性能够为满液式换热器设计提供依据。池沸腾传热对沸腾液体的加热方式主要有两种：一种是电加热，另一种是管内通过流体加热。在池沸腾换热特性研究中，准确获得强化表面管的壁面温度对池沸腾换热特性的研究至关重要。
文献[S.B.Memory.Nucleate pool boiling of R-114and R-114-oilmixtures from smooth and enhanced surfaces-I.Single tubes.Int.J.HeatMass Transfer,1995]中公开了使用填充管获取壁面温度的方法，并且指出为了得到较为准确的平均管壁温度，至少需要安装四支热电偶。在专利号为ZL201020612751.6、发明创造名称为《圆管截面外壁测温装置》的专利文献中公开了一种圆管截面外壁测温装置，虽然该装置能够布置的测温点的数目和管径大小均无限制，但是它不能用于强化表面外壁温度的测量，使用这种装置会破坏强化表面的结构参数，影响池沸腾换热性能。
在专利申请号为CN201110001241.4、发明创造名称为《一种圆筒形燃烧室壁面测温装置》中公开了一种圆筒形燃烧室壁面测温装置，该装置包括压板和弹簧式热电偶，在弹簧式热电偶测温过程中，能够始终保持弹簧式热电偶测温头与圆筒形燃烧室壁面测点的接触，避免了接触不良造成测量失准。这种壁面测温装置需要一定空间安装压板和弹簧式热电偶，不能实现强化表面管的壁面温度测量。
当前获得壁面温度的方法是通过数控机床在强化表面管上钻出测量孔和在强化表面管外面测点处焊接上热电偶两种方法，通过数控机床在强化表面管上钻出测量孔这种方法无法获得强化表面管中间壁面温度，并且在较薄的强化表面管上无法钻测量孔。在强化表面管外测点出焊接上热电偶，会破坏强化表面管的表面结构，影响池沸腾换热特性，并且这种方法焊接上的热电偶容易脱落。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种简单易行,且能够准确提供强化表面管壁温的装置。
为实现本发明的目的所采用的技术方案是：
一种测量电加热池沸腾强化表面管壁温的装置，包括填充管，所述填充管的外壁上设置有多个热电偶安装槽，多个所述热电偶安装槽用于安装轴向同一直线不同位置处多个测点布置的热电偶；每个所述热电偶安装槽内分别焊接有热电偶，所述热电偶外部套有热电偶保护套，所述热电偶安装槽处填充有锡层，每个热电偶通过所述热电偶安装槽引出，所述填充管的内壁和外壁分别与电热棒和强化表面管套紧密连接。
所述热电偶安装槽的截面为矩形。
所述热电偶安装槽的轨迹线形状为直线形或螺旋线形。
所述填充管与热电棒和强化表面管通过冷拔紧密连接成三层结构。
当强化表面管表面轴向同一直线上布置的测温点个数为偶数时，管壁两端以强化表面管的中心截面为中心对称布置，当强化表面管表面轴向同一直线上布置的测点为奇数时，一侧的测温点比另一侧多布置一个。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明的测量壁温的装置安装于强化表面管与电热棒之间，热电偶能够直接测量强化换热管的内表面的温度，测量得到的温度为强化表面管内壁温度，可以避免在强化表面管外面焊接热电偶对池沸腾换热造成的误差，准确度高。而且，避免了对强化表面管表面结构的破坏，加工更方便，简单易行。
2、本发明的测量壁温的装置中，由于热电偶填充管凹槽的应用，能够获得轴向同一直线不同位置处多个测点的壁温。
3、本发明的测量壁温的装置中，热电偶填充管凹槽的轨迹线形状为直线形和螺旋线型，凹槽大小与热电偶保护套管配合，凹槽界面为矩形，便于机加工生产。
附图说明
图1所示为本发明一种测量电加热池沸腾强化表面管壁温的装置的横截面放大示意图；
图2所示为填充管的主视图;
图3所示为填充管的右视图;
图4所示为填充管的俯视图。
图中：1.强化表面管，2.填充管，3.热电偶，4.填充锡层，5.电热棒，6.热电偶安装槽。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明一种测量电加热池沸腾强化表面管壁温的装置的示意图如图1-图4所示，包括填充管2，所述填充管2的外壁上设置有多个热电偶安装槽6，多个所述热电偶安装槽用于安装轴向同一直线不同位置处多个测点布置的热电偶，其中，所述热电偶安装槽6的截面为矩形，所述热电偶安装槽的轨迹线形状为直线形或螺旋线形。每个所述热电偶安装槽6内分别焊接有热电偶3，所述热电偶3外部套有热电偶保护套，所述热电偶安装槽6处填充有锡层4，每个热电偶3通过所述热电偶安装槽6引出。当强化表面管表面轴向同一直线上布置的测温点个数为偶数时，管壁两端以强化表面管的中心截面为中心对称布置，当强化表面管表面轴向同一直线上布置的测点为奇数时，一侧的测温点比另一侧多布置一个。
其中，所述填充管2的内壁和外壁分别与电热棒5和强化表面管1套紧密连接，本实施例中，所述填充管与热电棒和强化表面管通过冷拔紧密连接成三层结构。
热电偶安装槽可以使用车床在填充管表面进行加工，将热电偶用锡焊焊在热电偶安装槽对应的测点处。热电偶套上热电偶保护套放置在热电偶安装槽内，热电偶沿填充管上的热电偶安装槽引出，在热电偶安装槽内和热电偶及热电偶保护套处填充满导热性良好的填充锡层，强化表面管、填充管、电热棒三层结构采用冷拔技术紧密连接，没有缝隙，可很好的保证传热效果，准确地实现轴向同一直线不同位置处多个测点壁面温度的测量。从而为池沸腾换热性能研究提供强化表面管准确的壁面温度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种测量电加热池沸腾强化表面管壁温的装置，其特征在于，包括填充管，所述填充管的外壁上设置有多个热电偶安装槽，多个所述热电偶安装槽用于安装轴向同一直线不同位置处多个测点布置的热电偶；每个所述热电偶安装槽内分别焊接有热电偶，所述热电偶外部套有热电偶保护套，所述热电偶安装槽处填充有锡层，每个热电偶通过所述热电偶安装槽引出，所述填充管的内壁和外壁分别与电热棒和强化表面管套紧密连接。
2.根据权利要求1所述的测量电加热池沸腾强化表面管壁温的装置，其特征在于，所述热电偶安装槽的截面为矩形。
3.根据权利要求1所述的测量电加热池沸腾强化表面管壁温的装置，其特征在于，所述热电偶安装槽的轨迹线形状为直线形或螺旋线形。
4.根据权利要求1所述的测量电加热池沸腾强化表面管壁温的装置，其特征在于，所述填充管与热电棒和强化表面管通过冷拔紧密连接成三层结构。
5.根据权利要求1所述的测量电加热池沸腾强化表面管壁温的装置，其特征在于，当强化表面管表面轴向同一直线上布置的测温点个数为偶数时，管壁两端以强化表面管的中心截面为中心对称布置，当强化表面管表面轴向同一直线上布置的测点为奇数时，一侧的测温点比另一侧多布置一个。
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