CN104777184A - 一种用于导热油抗结焦试验的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于电加温导热油抗结焦试验的装置，包括导热油盛装容器、电阻丝、温度探头和控温仪；所述导热油盛装容器包括瓶体和连接在其上的漏斗形机构，所述漏斗形机构包括漏斗颈和漏斗开口部，漏斗颈呈细长状；所述电阻丝从漏斗开口部插入盛装容器中，电阻丝到达瓶体内部；所述温度探头附着在瓶体的表面；所述控温仪连接电阻丝和温度探头，用于调整电阻丝加热导热油的温度值。本发明装置最主要的特点是采用电阻丝直接加热导热油，在保证导热油高效率加热的过程中，可能使局部导热油处于过热状态，模拟了电加温导热油在局部超温的环境下结焦变质情况，快速的评估出导热油的抗结焦性能。

Description

一种用于导热油抗结焦试验的装置

技术领域

本发明涉及一种导热油稳定性试验装置，特别涉及一种导热油高温结焦试验装置。特别适合于评价电加温导热油的抗结焦性及其综合稳定性。

背景技术

导热油是在高温条件下使用的有机传热介质。一般都在开式传热系统中工作，导热油长时间处于高温状态，在循环流动过程中与空气中的氧气接触发生缓慢的氧化反应，进而产生影响导热油正常工作的杂质成分，使得导热油的使用寿命大大降低。其最为显著的外在表现是油中出现结焦块，极端的情况下导热油结焦块阻塞导热管道，引起火灾，造成财产损失和人员伤亡。

目前，国内对导热油的热稳定性检测常通过国家标准（GB/T 23800-2009）进行检测，该方法将有机热载体盛装于热处理容器中，进行样品热处理，通过测定有机热载体热处理后的变质率，评价有机热载体的热稳定性。由于试验条件和空气隔绝，在有限的试验时间内不同的导热油样品变质率差异小，难以评判导热油的优劣，更严重的问题是通过了GB/T23800国家标准的导热油，在开式系统中使用也常常结焦。其次，试验的时间相对较长，对于新品的研发难以快速的提供测试结果进行反馈。

中国专利203337582U公开了一种热稳定性检测容器，可以用于有机热载体热稳定性检测，包括瓶体和连接在其上的漏斗形机构，所述漏斗形机构包括漏斗颈和漏斗开口部，漏斗颈的高度与内径的比为40:1～250:1。该实用新型热稳定性处理容器结构简单，易加工，但是其未设计相应的加热电阻丝，只能通过设置在外部的电热套从外部进行加热，加热环境与一般的导热油锅炉内的导热油受热情况一样，不能模拟出像电加热导热油的工作状况，即从油中间直接加热并可能出现局部油膜过热的恶劣情况，无法快速的对导热油结焦稳定性作出评价。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的试验条件过于温和，试验时间太长的不足，提供一种电加温导热油高温抗结焦试验装置。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种用于导热油结焦试验的装置，包括导热油盛装容器、电阻丝、温度探头和控温仪。

所述导热油盛装容器包括瓶体和连接在其上的漏斗形机构，所述漏斗形机构由漏斗颈和漏斗开口部构成，所述漏斗颈呈细长状，所述漏斗颈的两端分别连接瓶体和漏斗形机构，优选的漏斗颈长度和内径比为40:1～250:1。

所述电阻丝设置在瓶体内部，通过从漏斗开口部插入盛装容器中的电线和控温仪相连，

所述温度探头附着在瓶体的表面，最好是在瓶体表面具有向内凹陷的结构，温度探头安装在所述凹陷结构内。或者是将温度探头嵌入瓶体或瓶体外表面，直接形成牢固的连接，更加可靠的测定瓶体内导热油的温度。

所述控温仪和温度探头连接。控温仪接受温度探头测得的导热油温度，然后调整电阻丝加热量，控制导热油的温度值。

本发明的结焦试验装置最主要的特点是采用电阻丝直接加热导热油，电阻丝加热是从导热油中间加热，容易过热结焦。锅炉加热是从锅炉炉膛通过钢管传入导热油中，一般有较快的流速，不易结焦。本发明的装置从内部用电热棒加热导热油，使其自然对流，高温350℃以下，并在60-180℃受氧化变质，连续加热试验100-2000小时后，可以准确的评价导热油的结焦状况。在测试完成后通过测试蒸发量、管道上的结焦增重、沉淀物、酸值增加、残炭增加粘度、闪点等指标的变化共同确定导热油的抗结焦性能优劣。

进一步，所述漏斗颈的高度为400～1200mm，所述漏斗颈的内径为6～20mm。

在本发明的导热油盛装容器的漏斗形机构具有细长的漏斗颈，当导热油在盛装容器中受热体积膨胀的时候，可以很好的从盛装容器中向膨胀开来，使得漏斗颈的细长部充满导热油，进而在漏斗颈的细长部和空气换热降温。最终通过漏斗颈膨胀至顶部的漏斗开口部的导热油温度降低至设计值，进而有效的模拟出导热油在实际的高温环境中的使用效果。同时，由于漏斗开口部较大，即使导热油膨胀后进入开口部的量比较大也不会溢出，而且其中的导热油展开后和空气接触面积增大，更能模拟出加热系统中导热油受到高温和强氧化作用下的变质情况。

进一步，所述漏斗颈高度为700～800mm，漏斗颈内径为10～12mm。最优选，所述漏斗颈高度为500～600mm，所述漏斗颈内径10～12mm。

进一步，所述盛装容器的瓶体的形状可以为球形、圆锥形或椭球体或其他任意具有同等储存效果的形状，为了使样品受热均匀，优选瓶体形状为球形。关于具体形状可以参考中国专利203337582U中关于瓶体形状的记录。

进一步，所述瓶体的容积为50～500mL。容积适宜时盛装的导热油量比较合适，即能够实现快速加热及局部过热结焦的试验设定，又可以大大减少生产加热所需时间成本。优选瓶体容积为150mL，150mL的瓶体大小最适宜，试验效果最好。

进一步，所述盛装容器是一体成型的容器，一体成型的容器整体的密封性更好，更有利于导热油的挥发量的精准测量。优选为玻璃材质或石英材质的一体成型品，玻璃和石英是透明的材料，更有利于试验过程中直接观察状况。

进一步，所述电阻丝长7-15cm，电阻丝用于加热导热油长度以能够有效加热瓶体部分的导热油为准，不宜过长或过短，过长的电阻丝会对于漏斗颈部分的导热油加热，和试验设计的目的产生偏差。过短的电阻丝则会使得加热温度上升过慢，甚至难以达到导热油局部过热的效果。所以，电阻丝的长度优选为7-15cm，优选为8-10cm。

进一步，所述电阻丝是加热功率为100-400W的电阻丝，设计的电阻丝加热功率以导热油的用量为准，根据实际需要进行调整，根据发明人的研究，对应于大小最为适宜的瓶体容积选用100-400W电阻丝加热效果最佳，最好是200W的电阻丝。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

（1）本发明装置和中国专利203337582U公开的装置相比，最主要的特点是采用电阻丝从导热油内部进行加热，在保证导热油在高效率加热的过程中，可以使局部导热油处于过热的温度下，用以模拟导热油在极端恶劣的环境下结焦变质情况，快速的评估出导热油的抗结焦性能。

（2）本发明装置还保持了导热油的过热及空气中氧气接触氧化变质的快速反馈效果，通过导热油在盛装容器的底部受高温过热及漏斗开口部接触空气氧化变质等一系列的连续热稳定性测试，在一个简单的装置上实现了多重目的。

（3）本发明装置可以使导热油处于更加恶劣的高温环境之下，在使大量样品在短时间内完成受热、氧化、过热、变质等目的，在最短的试验时间内测试出需要的结果。

与现有技术相比，本发明的有益效果：。

附图说明：

图1是本发明导热油结焦试验的装置结构示意图。

图中标记：1-导热油盛装容器，1A-漏斗形机构，11-瓶体，12-漏斗颈，13-漏斗开口部，2-电阻丝，21-接线端，3-电线，4-控温仪，5-温度探头。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

如图1所示，本发明的导热油结焦试验装置，包括导热油盛装容器1、电阻丝2、温度探头4和控温仪5。所述导热油盛装容器包括瓶体11和连接在其上的漏斗形机构1A，所述漏斗形机构1A包括漏斗颈12和漏斗开口部13，所述漏斗颈呈细长状，所述漏斗颈的两端分别连接瓶体和漏斗形机构，优选的漏斗颈12长度和内径比为40:1～250:1。所述电阻丝2在瓶体11内，所述电阻丝2通过从漏斗开口部插入盛装容器中电线和外部相连，所述温度探头4附着在瓶体11的表面。所述控温仪5连接电阻丝2和温度探头4，用于调整电阻丝加热导热油的温度值。采用电阻丝进行加热，电阻丝加热是从导热油中间加热，容易过热结焦。在测试完成后通过测试蒸发量、管道上的结焦增重、沉淀物、酸值增加、残炭增加、粘度、闪点等指标的变化共同确定结焦量。控温仪和电源相连，在接受温度控头测试得到的瓶体温度后，对加热电源进行调整控制使电阻丝加热量增加或减少，使瓶体内的导热油温度达到预先设计的数值。

如图1所示，电阻丝的接线头21在导热油盛装容器的外部，最好是在盛装容器的顶部。电阻丝和控温仪之间通过电线3实现连接。接线头是电阻丝连接到盛装容器外部的电线接头。电阻丝位于瓶体内。

进一步，所述控温仪可以调节电阻丝加热温度，保证导热油的温度从室温到400℃之间连续变化。优选的，所述控温仪的控温精度为0.5℃。

进一步，在瓶体表面具有向内凹陷的结构，温度探头5安装在所述凹陷结构内。通过设置凹陷结构使温度探头安装在其内部，可以大大的降低温度探头固定难度，同时保证温度探头接近瓶体内部导热油的中部平均温度，减少温度场引起的温度测量误差。

在本发明中瓶体部分由于电阻丝的加热作用，瓶体部分属于高温受热区，此处的导热油受到高温加热，与电阻丝接触的导热油更是受到过热的作用。漏斗颈部分是对流换热区，在此区域内的导热油通过细长的漏斗颈和空气进行换热降温，高温导热油流向顶部的漏斗部分，而顶部降温后的导热油则从顶部下沉流向瓶体部分继续加热。漏斗机构的顶部（即漏斗开口部）是氧化区，导热油在此处和空气接触后实现快速氧化变质、及降温。

进一步，所述漏斗颈的高度为400～1200mm，所述漏斗颈的内径为6～20mm。当漏斗颈内径小于6mm时，首先，由于导热油在较低温度下，如室温20℃，本身具有较大的黏度，导热油流入所述热处理容器中需要耗费大量时间；其次，在进行高温结焦试验的过程中，导热油在瓶体和漏斗开口部之间的对流减弱，影响导热油高温氧化结焦的速率，不利于试验检测及观察；最后，太细的漏斗颈会影响到电阻丝的放入瓶体，增加试验的难度，使得电阻丝的布置困难，甚至无法完成有效的布置。相反的，如果漏斗颈内径太大，如15mm，则高温加热过程中，导热油在瓶体和漏斗开口部之间的对流过强，瓶体内导热油无法实现局部超高温的过热氧化。在考虑漏斗颈内径的同时，还需要考虑到漏斗颈的高度，高度过高，漏斗开口部与空气接触部分的温度就会过低，氧化作用太低，模拟导热油的实际使用情况的强度明显不够（即受高温的同时会受到一定程度的氧化的程度）。

进一步，所述漏斗颈高度为500～600mm，漏斗颈内径为10～12mm。根据发明人长期试验研究发现，当漏斗颈高度在500～600mm时，导热油在瓶体和漏斗开口部之间的对流强度最佳，瓶体内高温氧化温度适宜，符合快速试验的要求。

进一步，所述漏斗颈高度为500mm，所述漏斗颈内径10mm。

进一步，所述盛装容器的瓶体11的形状可以为球形、圆锥形或椭球体。

进一步，所述瓶体11的容积为50～500mL。优选瓶体容积为150mL。

进一步，所述盛装容器是一体成型的容器，

进一步，所述盛装容器是玻璃材质或石英材质的一体成型的盛装容器，玻璃和石英是透明的材料，更有利于试验过程中直接观察状况。

Claims (10)

1.一种用于导热油抗结焦试验的装置，包括导热油盛装容器、电阻丝、温度探头和控温仪；

所述导热油盛装容器包括瓶体和连接在其上的漏斗形机构，所述漏斗形机构由漏斗颈和漏斗开口部构成；

所述漏斗颈呈细长状，所述漏斗颈的两端分别连接瓶体和漏斗形机构；

所述电阻丝设置在瓶体内部，通过从漏斗开口部插入盛装容器中的电线和控温仪相连；

所述温度探头安装在瓶体表面；

所述控温仪和温度探头连接。

2.根据权利要求1所述用于导热油结焦试验的装置，其特征在于，在瓶体表面具有向内凹陷的结构，凹陷的结构用于安装温度探头。

3.根据权利要求1所述用于导热油结焦试验的装置，其特征在于，温度探头嵌入瓶体。

4.根据权利要求1所述用于导热油结焦试验的装置，其特征在于，所述漏斗颈的高度为400～1200mm，所述漏斗颈的内径为6～20mm。

5.根据权利要求1所述用于导热油结焦试验的装置，其特征在于，所述盛装容器的瓶体的形状可以为球形、圆锥形或椭球体。

6.根据权利要求1所述用于导热油结焦试验的装置，其特征在于，所述瓶体的容积为50～500mL。

7.根据权利要求1所述用于导热油结焦试验的装置，其特征在于，所述盛装容器是一体成型的。

8.根据权利要求1所述用于导热油结焦试验的装置，其特征在于，所述电阻丝长7-15cm。

9.根据权利要求8所述用于导热油结焦试验的装置，其特征在于，所述电阻丝的长度为8-10cm。

10.根据权利要求1、8或9所述用于导热油结焦试验的装置，其特征在于，所述电阻丝是加热功率为100-400W的电阻丝。