CN105547899B - 一种筒体壁面冷凝率测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种筒体壁面冷凝率测量装置，包括冷凝水收集器、冷凝水贮存罐、导流管和测量系统，所述冷凝水收集器包括挡板组，所述挡板组中的每一个挡板均紧贴所述筒体壁面，所述挡板组围成一测量壁面；所述冷凝水贮存罐固定安装在筒体内，所述冷凝水贮存罐与所述冷凝水收集器相连；所述导流管上端与所述冷凝水贮存罐相连，下端穿出所述筒体与测量系统相连，所述测量系统通过测量不同时间段内所述测量壁面产生的冷凝水的重量,计算出所述筒体壁面的冷凝率。本装置结构简单、成本低，能够定量计算所述筒体壁面的冷凝率。
Description
技术领域
本发明涉及一种冷凝率测量装置，尤其涉及一种筒体壁面冷凝率测量装置。
背景技术
在进行气溶胶迁移机理试验时，需要保持蒸汽在低温壁面上持续、稳定的冷凝，蒸汽到壁面的净流动能够驱使气溶胶颗粒移动到该表面，为了定量研究蒸汽在壁面的冷凝对气溶胶沉积的影响，需要对蒸汽在壁面的冷凝率进行测量。
在实际应用中，筒体上盖体、下盖体和筒体壁面都会产生冷凝水，而上盖体和下盖体产生的冷凝水会直接影响筒体壁面冷凝水的收集，使得筒体壁面冷凝率的定量测量受到很大阻碍，因此，急需开发一种结构简单、测量准确的筒体壁面冷凝率测量装置。
鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。
发明内容
为解决上述问题，本发明采用的技术方案在于，提供一种筒体壁面冷凝率测量装置，包括测量系统、冷凝水收集器，所述冷凝水收集器包括挡板组，所述挡板组中的每一个挡板均紧贴所述筒体壁面，所述挡板组围成一测量壁面，所述测量系统通过测量不同时间段内所述测量壁面产生的冷凝水的重量,计算出所述筒体壁面的冷凝率,所述测量系统包括控制系统，所述控制系统能够实时监测所述冷凝水的重量。
进一步，所述冷凝水收集器还包括附壁薄板，所述附壁薄板的外围与所述挡板组固定连接，且紧贴所述筒体壁面。
进一步，所述挡板组包括上挡板、下挡板及两侧挡板,所述两侧挡板支撑所述上挡板和下挡板，所述上挡板用于阻挡外部冷凝水流入所述测量壁面内，所述下挡板用于防止所述测量壁面内的冷凝水流出所述测量壁面。
进一步，所述下挡板以水平面为基准上翘。
进一步，所述下挡板设有冷凝水出水孔。
进一步，所述的筒体壁面冷凝率测量装置，还包括冷凝水贮存罐，其安装在筒体内，所述冷凝水贮存罐的上盖体和下盖体分别设有进水孔和出水孔，所述进水孔与所述下挡板的冷凝水出水孔相连。
进一步，所述下盖体为向下的圆锥状盖体。
进一步，所述的筒体壁面冷凝率测量装置，还包括导流管，所述导流管包括上部导管和下部导管，所述上部导管为竖直管，其与所述下盖体的出水孔相连，所述上部导管与所述下部导管夹角为120°-160°，所述下部导管穿出所述筒体与所述测量系统相连。
进一步，所述导流管上设有控制阀门，其能够控制所述冷凝水贮存罐中的冷凝水经所述导流管进入所述测量系统。
进一步，所述测量系统包括容器、电子秤，所述容器与所述导流管的下部导管相连，所述容器置于所述电子秤上，所述电子秤与所述控制系统相连，所述电子秤将所述冷凝水的重量信息传输给所述控制系统。
与现有技术比较本发明的有益效果在于：
1、所述冷凝水收集器由挡板组围合形成，结构简单、成本低，还可达到收集所述筒体壁面冷凝水的目的；
2、所述冷凝水收集器还可增加一附壁薄板，所述附壁薄板四周与所述挡板组固定连接，此种设计的所述冷凝水收集器可针对所述筒体壁面较薄，筒体内空间狭小的情况，能够使焊接人员焊接时既操作方便又省时省力；
3、所述上挡板、下挡板和两侧挡板围合形成正方形的测量壁面，方便计算测量壁面面积；
4、所述上挡板能够阻挡外部冷凝水流入所述测量壁面内，所述下挡板既能防止所述测量壁面内的冷凝水流出所述测量壁面，又能使所述测量壁面产生的冷凝水全部导入到所述冷凝水贮存罐中；
5、所述导流管上设有控制阀门，在测试过程中，若发现所述测量壁面并未产生冷凝水，可通过关闭所述控制阀门，阻止所述筒体内的蒸汽外泄，从而达到减少能源的浪费以及安全事故的发生；
6、所述冷凝水贮存罐的下盖体为向下的圆锥状盖体，能够防止所述冷凝水贮存罐中的冷凝水残留。
7、所述测量系统包括控制系统，所述控制系统将所述电子秤的重量信息传输给控制软件，使其能实时检测不同时间下对应的所述冷凝水的重量。
附图说明
图1为本发明实施例一的一种筒体壁面冷凝率测量装置的结构示意图；
图2为本发明冷凝水收集器的结构示意图；
图3为本发明实施例二的一种筒体壁面冷凝率测量装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明上述和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
实施例一
请参阅图1，其为本发明实施例一的一种筒体壁面冷凝率测量装置。
如图1所示，一种筒体壁面冷凝率测量装置包括冷凝水收集器1、冷凝水贮存罐2、导流管3和测量系统，所述冷凝水收集器1、冷凝水贮存罐2、导流管3、测量系统依次连接，所述冷凝水贮存罐2将所述冷凝水收集器1收集到的冷凝水经所述导流管3导入所述测量系统，从而对筒体壁面冷凝率进行测量，本实施例中选用的筒体壁面为圆柱形筒体壁面。
所述冷凝水收集器1由挡板组围合而成，所述挡板组包括上挡板12、下挡板13、两侧挡板14，所述上挡板12、下挡板13、两侧挡板14均紧贴所述筒体壁面，所述冷凝水收集器1仅由挡板组围合形成，结构简单、成本低，还可达到收集所述圆柱形筒体壁面冷凝水的目的。实施例一中，所述挡板组与所述筒体壁面通过焊接方式进行固定，焊接时，先将所述上挡板12、下挡板13、两侧挡板14在筒体外相互焊接形成所述冷凝水收集器1，再将所述冷凝水收集器1与所述筒体壁面焊接，焊接所述冷凝水收集器1时，需沿着所述上挡板12、下挡板13、两侧挡板14分别与所述圆柱形筒体壁面进行焊接，因此，所述圆柱形筒体内部空间需大，使焊接人员有操作的空间，且所述圆柱形筒体壁面厚度不能太薄，以防焊接时焊透所述圆柱形筒体壁面。实施例一中，所述上挡板12、下挡板13、两侧挡板14在所述圆柱形筒体上围成的壁面为所述冷凝水的测量壁面，为了方便计算所述测量壁面的面积，所述上挡板12、下挡板13、两侧挡板14在展开状态下需长度一致，这样所述测量壁面在展开的状态下为正方形，通过测量所述两侧挡板的长度即可得到所述测量壁面的面积，所述测量壁面在展开的状态下不仅仅限于正方形，还可以是长方形或者其他形状。
结合图2，其为本发明冷凝水收集器的结构示意图，所述下挡板13以水平面为基准上翘，且所述下挡板13设有冷凝水出水孔，能够将所述测量壁面产生的冷凝水全部导入到所述冷凝水贮存罐2中，进一步，所述下挡板13以竖直面为基准上翘，能够防止所述测量壁面内的冷凝水流出所述测量壁面，同时所述上挡板12用于阻挡外部的冷凝水流入所述测量壁面内，所述两侧挡板14用于支撑所述上挡板12和所述下挡板13，还可防止所述冷凝水收集器1两侧产生的冷凝水进入所述测量壁面，影响冷凝率的测量结果。
所述冷凝水贮存罐2为圆柱形容器，其通过卡箍安装在所述圆柱形筒体内，使其安装很方便。所述冷凝水贮存罐2的上盖体和下盖体均为平盖结构，且所述上盖体和下盖体正中分别设有进水孔和出水孔，所述上盖体的进水孔与所述下挡板13上的冷凝水出水孔焊接，能够使所述冷凝水收集器1内的冷凝水经所述上盖体的进水孔进入所述冷凝水贮存罐2中，为了将所述冷凝水贮存罐2中的冷凝水全部导出，所述冷凝水贮存罐2的下盖体可以为向下的圆锥状盖体，以防止所述冷凝水贮存罐2中的冷凝水残留。
所述导流管包括上部导管和下部导管，所述上部导管为竖直管，其与所述下盖体的出水孔焊接，所述上部导管与所述下部导管夹角为120°，所述下部导管穿出所述筒体与所述测量系统相连，其中，所述导流管上设有控制阀门，所述控制阀门能够控制所述冷凝水贮存罐2中的冷凝水经所述导流管3进入所述测量系统，在实时测量所述冷凝水重量的过程中，所述控制阀门是打开的，若在测试过程中，发现所述测量壁面并未产生冷凝水，需快速关闭所述控制阀门，以防止所述圆柱形筒体内的蒸汽外泄，减少能源的浪费以及安全事故的发生。
所述测量系统包括容器、电子秤和控制系统，所述导流管3的下部导管与所述容器相连，若所述冷凝水温度小于100°时，所述容器可为敞口容器，若所述冷凝水温度大于100°时，所述容器的上盖体需设与所述导流管3的下部导管相互焊接的小孔，使所述容器内的水蒸汽无外泄情况发生。其中，所述容器置于所述电子秤上，所述电子秤与所述控制系统相连，所述电子秤可将其上的重量信息传输到所述控制系统，所述控制系统进行数据采集，并通过控制软件将采集的数据进行存储，同时所述控制软件会实时记录试验进行的时间，通过选取不同时间段内所述测量壁面产生冷凝水的的重量，可得到所述圆柱形筒体壁面的冷凝率，所述圆柱形筒体壁面的冷凝率C的公式为：
C＝(At/Ai)*(△m/△t)
其中，Ai为所述测量壁面的表面积，At为所述圆柱形筒体壁面的表面积，△m为不同时间段内所述冷凝水的重量增量。
以上所述挡板组、冷凝水贮存罐以及导流管均采用和所述圆柱形筒体壁面一样的材质，方便焊接。
以上所述筒体壁面不仅仅限于圆柱形筒体壁面，还可以是其它形状规则的壁面，如方形筒体壁面、球形筒体壁面等。
实施例二
请参阅图3，其为本发明实施例二的一种筒体壁面冷凝率测量装置。
如图3所示，一种筒体壁面冷凝率测量装置包括冷凝水收集器1、冷凝水贮存罐2、导流管3和测量系统，所述冷凝水收集器1、冷凝水贮存罐2、导流管3、测量系统依次连接，所述冷凝水贮存罐2将所述冷凝水收集器1收集到的冷凝水经所述导流管3导入所述测量系统，从而对筒体壁面冷凝率进行测量，本实施例中选用的筒体壁面为圆柱形筒体壁面。
所述冷凝水收集器1包括附壁薄板11、上挡板12、下挡板13、两侧挡板14，所述附壁薄板11四周分别与所述上挡板12、所述下挡板13、所述两侧挡板14焊接形成所述冷凝水收集器1，再将所述冷凝水收集器1与所述圆柱形筒体壁面点焊连接，所述附壁薄板11紧贴所述圆柱形筒体壁面，实施例二中，焊接所述冷凝水收集器1时，只需将所述冷凝水收集器1四周与所述圆柱形筒体壁面电焊即可，操作方便，省时省力，可用于所述圆柱形筒体壁面较薄的情况，若所述圆柱形筒体内空间狭小，焊接人员无法操作时，可采用高温结构胶浆将所述冷凝水收集器1与所述圆柱形筒体壁面粘合即可，从而避免了焊接施工带来的不便。实施例二中，所述附壁薄板为所述冷凝水的测量壁面，为了方便计算所述测量壁面的面积，所述附壁薄板在展开的状态下需为正方形，通过测量所述两侧挡板的长度即可得到所述附壁薄板的面积，即得到所述测量壁面的面积，所述附壁薄板在展开的状态下不仅仅限于正方形，还可以是长方形或者其他形状。
结合图2，其为本发明冷凝水收集器的结构示意图，所述下挡板13以水平面为基准上翘，且所述下挡板13设有冷凝水出水孔，能够将所述测量壁面产生的冷凝水全部导入到所述冷凝水贮存罐2中，进一步，所述下挡板13以竖直面为基准上翘，能够防止所述测量壁面内的冷凝水流出所述测量壁面，同时所述上挡板12用于阻挡外部的冷凝水流入所述测量壁面内，所述两侧挡板14用于支撑所述上挡板12和所述下挡板13，还可防止所述冷凝水收集器1两侧产生的冷凝水进入所述的测量壁面，影响冷凝率的测量结果。
所述冷凝水贮存罐2为圆柱形容器，其通过卡箍安装在所述圆柱形筒体内，使其安装很方便。所述冷凝水贮存罐2的上盖体和下盖体均为平盖结构，方便制造，且所述上盖体和下盖体正中分别设有进水孔和出水孔，所述上盖体的进水孔与所述下挡板13上的冷凝水出水孔焊接，能够使所述冷凝水收集器1内的冷凝水经所述上盖体的进水孔进入所述冷凝水贮存罐2中，为了将所述冷凝水贮存罐2中的冷凝水全部导出，所述冷凝水贮存罐2的下盖体可以为向下的圆锥状盖体，以防止所述冷凝水贮存罐2中的冷凝水残留。
所述导流管包括上部导管和下部导管，所述上部导管为竖直管，其与所述下盖体的出水孔焊接，所述上部导管与所述下部导管夹角为160°，所述下部导管穿出所述筒体与所述测量系统相连，其中，所述导流管上设有控制阀门，所述控制阀门能够控制所述冷凝水贮存罐2中的冷凝水经所述导流管3进入所述测量系统，在实时测量所述冷凝水重量的过程中，所述控制阀门是打开的，若在测试过程中，发现所述测量壁面并未产生冷凝水，需快速关闭所述控制阀门，以防止所述圆柱形筒体内的蒸汽外泄，减少能源的浪费以及安全事故的发生。
所述测量系统包括容器、电子秤和控制系统，所述导流管3的下部导管与所述容器相连，若所述冷凝水温度小于100°时，所述容器可为敞口容器，若所述冷凝水温度大于100°时，所述容器的上盖体需设与所述导流管3的下部导管相互焊接的小孔，使所述容器内的水蒸汽无外泄情况发生。其中，所述容器置于所述电子秤上，所述电子秤与所述控制系统相连，所述电子秤可将其上的重量信息传输到所述控制系统，所述控制系统进行数据采集，并通过控制软件将采集的数据进行存储，同时所述控制软件会实时记录试验进行的时间，通过选取不同时间段内所述测量壁面产生冷凝水的的重量，可得到所述圆柱形筒体壁面的冷凝率，所述圆柱形筒体壁面的冷凝率C的公式为：
C＝(At/Ai)*(△m/△t)
其中，Ai为所述测量壁面的表面积，At为所述圆柱形筒体壁面的表面积，△m为不同时间段内所述冷凝水的重量增量。
以上所述挡板组、冷凝水贮存罐以及导流管均采用和所述圆柱形筒体壁面一样的材质，方便焊接。
以上所述筒体壁面不仅仅限于圆柱形筒体壁面，还可以是其它形状规则的壁面，如方形筒体壁面、球形筒体壁面等。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种筒体壁面冷凝率测量装置，包括测量系统，其特征在于：还包括冷凝水收集器，所述冷凝水收集器包括挡板组，所述挡板组中的每一个挡板均紧贴所述筒体壁面，所述挡板组围成一测量壁面，所述测量系统通过测量不同时间段内所述测量壁面产生的冷凝水的重量,计算出所述筒体壁面的冷凝率,所述测量系统包括控制系统，所述控制系统能够实时监测所述冷凝水的重量；所述冷凝水收集器还包括附壁薄板，所述附壁薄板的外围与所述挡板组固定连接，且紧贴所述筒体壁面；所述挡板组包括上挡板、下挡板及两侧挡板,所述两侧挡板支撑所述上挡板和下挡板，所述上挡板用于阻挡外部冷凝水流入所述测量壁面内，所述下挡板用于防止所述测量壁面内的冷凝水流出所述测量壁面。
2.根据权利要求1所述的筒体壁面冷凝率测量装置，其特征在于：所述下挡板以水平面为基准上翘。
3.根据权利要求2所述的筒体壁面冷凝率测量装置，其特征在于：所述下挡板设有冷凝水出水孔。
4.根据权利要求3所述的筒体壁面冷凝率测量装置，其特征在于：还包括冷凝水贮存罐，其安装在筒体内，所述冷凝水贮存罐的上盖体和下盖体分别设有进水孔和出水孔，所述进水孔与所述下挡板的冷凝水出水孔相连。
5.根据权利要求4所述的筒体壁面冷凝率测量装置，其特征在于：所述下盖体为向下的圆锥状盖体。
6.根据权利要求5所述的筒体壁面冷凝率测量装置，其特征在于：还包括导流管，所述导流管包括上部导管和下部导管，所述上部导管为竖直管，其与所述下盖体的出水孔相连，所述上部导管与所述下部导管夹角为120°-160°，所述下部导管穿出所述筒体与所述测量系统相连。
7.根据权利要求6所述的筒体壁面冷凝率测量装置，其特征在于：所述导流管上设有控制阀门，其能够控制所述冷凝水贮存罐中的冷凝水经所述导流管进入所述测量系统。
8.根据权利要求7所述的筒体壁面冷凝率测量装置，其特征在于：所述测量系统还包括容器、电子秤，所述容器与所述导流管的下部导管相连，所述容器置于所述电子秤上，所述电子秤与所述控制系统相连，所述电子秤将所述冷凝水的重量信息传输给所述控制系统。
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