CN109521047B - 一种两相流导热系数瞬态热线法测量装置 - Google Patents

一种两相流导热系数瞬态热线法测量装置 Download PDF

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Abstract

一种两相流导热系数瞬态热线法测量装置，包括保护腔、设置于保护腔内的测量腔及设置于保护腔内底部用于支撑测量腔的连接腔，测量腔设置于连接腔的顶部，测量腔的中心设有热丝，热丝上端和下端分别穿过测量腔上下端面的圆孔与第一导线和第二导线连接。本发明有益效果：设计合理，结构简单，能够有效测量两相流的导热系数，测量结果准确，能够避免两相流上浮对测量造成的影响。

Description

一种两相流导热系数瞬态热线法测量装置
技术领域
本发明属于两相流导热系数测量技术领域，具体涉及一种两相流导热系数瞬态热线法测量装置。
背景技术
冰蓄冷空调技术可在夜间用电低谷时段满负荷制冰，用冰储存冷量；用电高峰则融冰释放冷量，满足供冷需求。冰蓄冷技术可实现“削峰填谷”，在提高电力资源利用率的同时减少电力设备的初投资，大幅减少了空调系统运行费用，因此冰蓄冷空调技术在我国具有良好的应用环境和发展潜力。
经过多年的研究和发展，热线法已经成为目前国际上公认的测量液体导热系数的标准方法。但在测量两相流导热系数时，仍然存在诸多问题。
两相流导热系数的测量存在最大的挑战是悬浮，如冰浆导热系数的测量，为了解决这一问题，本发明为一种避免悬浮的测量装置。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种两相流导热系数瞬态热线法测量装置，解决现有两相流导热系数测量时存在的悬浮等问题。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种两相流导热系数瞬态热线法测量装置，包括保护腔、设置于保护腔内的测量腔及设置于保护腔内底部用于支撑测量腔的连接腔，测量腔设置于连接腔的顶部，测量腔的中心设有热丝，热丝上端和下端分别穿过测量腔上下端面的圆孔与第一导线和第二导线连接。
本发明所述第一导线和第二导线分别置于测量腔上下端面固定的直保护管和弯保护管内。
本发明所述保护腔的侧面及底面均粘贴有保温棉。
本发明所述测量腔的侧面均匀设有多个小圆孔，测量腔内部设有多层隔层。
本发明所述热丝的直径为0.03mm，热丝表面镀有0.01mm的绝缘漆。
本发明所述隔层形状与测量腔的内部空间相适应，隔层上开设有通孔。
本发明所述通孔开设于隔层的一侧且通孔的大小延伸至隔层的中心，相邻两个隔层的方向相反设置使相邻两个隔层上的通孔的方向相对。
本发明所述连接腔为由对称的两部分组合连接而成的管状腔体，其上端开口，在连接腔的一侧开设有方便引出第二导线的槽。
本发明所述超声换能器固定座子的上端通过螺纹与箱体盖子的底部连接。
本发明的有益效果是：本发明设计合理，操作简单，可有效方便测量两相流如冰浆等的导热系数，设置隔层且相邻隔层上开设的通孔的方向相反能够避免两相流上浮对测量造成的影响，准确率高。不仅提高产品的使用寿命，而且有效地保护了热丝，节约生产成本。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明保护腔结构示意图；
图3为本发明测量腔结构示意图；
图4为本发明连接腔结构示意图；
图5为本发明隔层结构示意图。
图中标记：1、第一导线，2、第二导线，3、热丝，4、测量腔，5、连接腔，6、保护腔，7、直保护管，8、弯保护管，9、隔层，10、通孔，11、槽，12、圆孔。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式（实施例）进行描述，使本领域的技术人员能够更好地理解本发明。
一种两相流导热系数瞬态热线法测量装置，包括保护腔6、设置于保护腔6内的测量腔4及设置于保护腔6内底部用于支撑测量腔4的连接腔5，测量腔4设置于连接腔5的顶部，测量腔4的中心设有热丝3，热丝3上端和下端分别穿过测量腔上下端面的圆孔12与第一导线1和第二导线2连接，第一导线1和第二导线2分别固定于圆孔12内，热丝3与第一导线1和第二导线2通过锡焊连接，且焊接处涂绝缘胶，连接腔5同时用于引出第二导线2。
进一步，所述第一导线1和第二导线2分别置于测量腔4上下端面固定的直保护管7和弯保护管8内。
进一步，所述保护腔6的侧面及底面均粘贴有保温棉，避免测量过程中外界温度对两相流造成影响影响测量结果。
进一步，所述测量腔4的侧面均匀设有多个小圆孔，测量腔4内部设有多层隔层9。
进一步，所述热丝3的直径为0.03mm，热丝3表面镀有0.01mm的绝缘漆。
进一步，所述隔层9形状与测量腔4的内部空间相适应，隔层9上开设有通孔10。
进一步，所述通孔10开设于隔层9的一侧且通孔10的大小延伸至隔层9的中心，通孔10的中心用于穿过热丝3，相邻两个隔层9的通孔10方向相反设置，可有效避免两相流动在测量腔4内的分层。
进一步，测量腔4由对称的两部分组合而成，安装时，隔层9分别安装在组成测量腔4的两部分的侧面，且两个部分上的通孔10的方向相对，该种设置方便热丝3的安装及拆卸。
进一步，所述连接腔5为由对称的两部分通过亚克力胶组合连接而成的管状腔体，方便热丝3的安装和拆卸，其上端开口，在连接腔5的一侧开设有方便引出第二导线2的槽11。
进一步，所述保护腔6和测量腔4的材料均为有机玻璃，用亚克力胶定性再涂抹密封胶。
进一步，连接腔5材料为有机玻璃。
进一步，热丝3为绝缘铂丝。
本发明测量腔4内部设有均匀的隔层9，通过对无隔层，有隔层及隔层数目的不同，分别进行了实验对比，实验结果显示，隔层越多时测量结果越准确，从微积分的角度可以看出，只要隔层无限多，流体混合越均匀。
通过利用本发明装置对两相流导热系数的测量，测量结果显示在测量时间段内，两相流未出现明显分层，且测量结果误差小。
图1所示为本发明截面结构示意图，热丝3上下端分别与第一导线1和第二导线2连接，并固定于测量腔4上下底面的中心圆孔12处，第一导线1和第二导线2分别通过直保护管7和弯保护管8从同一侧引出，实验时将信号采集端与导线连接，进行信号采集。
图2所示为本发明保护腔结构示意图，保护腔侧面及底面粘贴有保温棉，防止测量过程中外界温度对两相流造成影响。
图3所示为本发明测量腔结构示意图，侧面设有孔，使两相流进入测量腔4，同时减缓两相流进入测量腔时对热丝造成的力；测量腔内部设有隔层9，对两相流进行分流，且隔层9的方向交错设置，有助于两相流的均匀分流，避免两相流上浮。
图4所示为本发明连接腔结构示意图，其一侧设有槽，有利于弯保护管8中第二导线2的引出和对测量腔4起支撑作用，同时可以起到保护测量腔4内待测溶液的作用。
图5所示为本发明隔层结构示意图，其固定在测量腔4的内壁，防止两相流的分层。
实验时，将两相流装入保护腔6内，两相流在保护腔6内由测量腔侧面设置的小圆孔慢慢进入测量腔4内，将信号采集源的接线头与第一导线1及第二导线2连接，铂丝通电加热，温度升高，电阻值变大，引起外部测量电桥电势差增大，数据采集仪采集信号进而计算得到两相流的导热系数。

Claims (5)

1.一种两相流导热系数瞬态热线法测量装置，其特征在于：包括保护腔（6）、设置于保护腔（6）内的测量腔（4）及设置于保护腔（6）内底部用于支撑测量腔（4）的连接腔（5），测量腔（4）设置于连接腔（5）的顶部，测量腔（4）的中心设有热丝（3），热丝（3）上端和下端分别穿过测量腔上下端面的圆孔（12）与第一导线（1）和第二导线（2）连接，测量腔（4）的侧面均匀设有多个小圆孔，测量腔（4）内部设有多层隔层（9）；
所述隔层（9）形状与测量腔（4）的内部空间相适应，隔层（9）上开设有通孔（10）；所述通孔（10）开设于隔层（9）的一侧且通孔（10）的大小延伸至隔层（9）的中心，相邻两个隔层（9）的方向相反设置使相邻两个隔层（9）上的通孔（10）的方向相对。
2.根据权利要求1所述的一种两相流导热系数瞬态热线法测量装置，其特征在于：所述第一导线（1）和第二导线（2）分别置于测量腔（4）上下端面固定的直保护管（7）和弯保护管（8）内。
3.根据权利要求1所述的一种两相流导热系数瞬态热线法测量装置，其特征在于：所述保护腔（6）的侧面及底面均粘贴有保温棉。
4.根据权利要求1所述的一种两相流导热系数瞬态热线法测量装置，其特征在于：所述热丝（3）的直径为0.03mm，热丝（3）表面镀有0.01mm的绝缘漆。
5.根据权利要求1所述的一种两相流导热系数瞬态热线法测量装置，其特征在于：所述连接腔（5）为由对称的两部分组合连接而成的管状腔体，其上端开口，在连接腔（5）的一侧开设有方便引出第二导线（2）的槽（11）。
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