CN111579264B - 测温方法及测温工装 - Google Patents

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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明涉及换热器性能试验技术领域，特别涉及一种测温方法及测温工装。本发明提供的测温方法，包括：使被测介质的流向发生至少两次改变，以使被测介质产生旋涡从而混合；对混合后的被测介质进行温度测量。在被测介质流动过程中流向发生改变，使流体可产生漩涡，从而使流体层与层之间发生扰动，被测介质的高温区域和低温区域可发生混合，进而可使被测介质的温度均匀，进而使得实验结果准确，测量重复性高。

Description

测温方法及测温工装
技术领域
本发明涉及换热器性能试验技术领域，特别涉及一种测温方法及测温工装。
背景技术
对于换热器的传热性能实验，通常需要在被测换热器的入口端和出口端串联测温工装，对经过测温工装内的被测介质进行温度测量，然后通过入口端温度数据和出口端温度数据来获得实验结果。
图1至图3所示三种常用的测温工装，分别是：垂直管、水平管和弯管，图4为图1至图3所示的常用工装的流体分析图，常见的测温工装存在的问题是，流体层与层之间无扰动，被测介质中的高温流动区域与低温流动区域不会发生混合，被测介质的温度不均，导致实验结果不准确。
发明内容
本发明的目的在于提供一种测温方法及测温工装，以解决现有技术中的实验结果不准确的技术问题。
本发明提供一种测温方法，包括：
使被测介质的流向发生至少两次改变，以使被测介质产生旋涡从而混合；
对混合后的被测介质进行温度测量。
进一步地，所述被测介质的流向每次发生改变的角度均为90度。
进一步地，所述对混合后的被测介质进行温度测量，具体包括：
当被测介质的流向发生第一次改变后进行温度测量，得到输入温度；
当被测介质的流向发生最后一次改变后进行温度测量，得到输出温度；
根据输入温度和输出温度计算平均温度。
本发明提供一种测温工装，包括：依次连通的流入管道、流通管道和流出管道；所述流入管道与所述流通管道之间设有第一拐角，所述流通管道与所述流出管道之间设有第二拐角。
进一步地，所述第一拐角为直角。
进一步地，所述第二拐角为直角。
进一步地，所述流通管道低于所述流入管道设置，所述流出管道低于所述流通管道设置。
进一步地，测温工装还包括第一测温件和第二测温件；所述第一测温件的检测端位于所述流通管道的靠近流通管道与所述流入管道的连通处；所述第二测温件的检测端位于所述流出管道的靠近流通管道与所述流出管道的连通处。
进一步地，所述第一测温件固定在所述流入管道上，所述第一测温件的检测端伸入所述流通管道内。
进一步地，所述第二测温件固定在所述流通管道上，所述第二测温件的检测端伸入所述流出管道内。
本发明提供的测温方法，包括：
使被测介质的流向发生至少两次改变，以使被测介质产生旋涡从而混合；
对混合后的被测介质进行温度测量。
在对被测换热器的传热性能进行实验过程中，被测介质由换热器的入口端进入被测换热器，经过换热后，再由换热器的出口端流出被测换热器，在被测换热器的入口端设置入口温度测试段，在被测换热器的出口端设置出口温度测试段。
在被测介质经过入口温度测试段过程中，使被测介质的流向发生至少两次改变，使被测介质产生旋涡，以及在被测介质经过出口温度测试段过程中使被测介质的流向发生至少两次改变，同样使被测介质产生旋涡。也可以理解为，被测介质经过入口温度测试段过程中以及被测介质经过出口温度测试段过程中分别至少有三个流段，至少三个流段的流向不同，且相邻两个流段的流向发生突变，没有过渡段，也就是被测介质沿一个方向输送突变至沿另一个方向输送，使被测介质流动过程中产生漩涡，从而使被测介质的流体层与层之间发生扰动，被测介质的高温区域和低温区域可发生混合，从而可使被测介质的温度均匀，进而使得实验结果准确，测量重复性高。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是相关技术中的一种测温工装的结构示意图；
图2是相关技术中的另一种测温工装的结构示意图；
图3是相关技术中的再一种测温工装的结构示意图；
图4是图1至图3所示的测温工装的流场分析图；
图5是根据本发明一实施例的测温工装的结构示意图；
图6是根据本发明另一实施例的测温工装的结构示意图；
图7是根据本发明又一实施例的测温工装的结构示意图；
图8是根据本发明再一实施例的测温工装的结构示意图；
图9是图8所示的测温工装的流场分析图。
图中：10－流入管道；20－流通管道；30－流出管道；40－第一拐角；50－第二拐角；60－第一测温件；70－第二测温件。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
需要说明的是，“被测介质混合”是被测介质流动过程中流体层与层之间扰动混合，被测介质中的高温区域和低温区混合。
实施例一：
本发明提供一种测温方法，包括：
使被测介质的流向发生至少两次改变，以使被测介质混合；
对混合后的被测介质进行温度测量。
在对被测换热器的传热性能进行实验过程中，被测介质由换热器的入口端进入被测换热器，经过换热后，再由换热器的出口端流出被测换热器，在被测换热器的入口端设置入口温度测试段，在被测换热器的出口端设置出口温度测试段。
本实施例中，在被测介质经过入口温度测试段过程中，使被测介质的流向发生至少两次改变，使被测介质产生旋涡，以及在被测介质经过出口温度测试段过程中使被测介质的流向发生至少两次改变，同样使被测介质产生旋涡。也可以理解为，被测介质经过入口温度测试段过程中以及被测介质经过出口温度测试段过程中分别至少有三个流段，至少三个流段的流向不同，且相邻两个流段的流向发生突变，没有过渡段，也就是被测介质沿一个方向输送突变至沿另一个方向输送，使被测介质流动过程中产生漩涡，从而使被测介质的流体层与层之间发生扰动，被测介质的高温区域和低温区域可发生混合，从而可使被测介质的温度均匀，进而使得实验结果准确，测量重复性高。
其中，被测介质的流向发生改变的次数可以为两次、三次、四次或者五次等多次，相应的，被测介质在入口温度测试段和出口温度测试段均可分为三个流段、四个流段、五个流段或者六个流段等等多个流段。其中，被测介质的流向发生改变的次数较佳为两次，能够使得被测介质的温度均匀，还避免流向改变多次导致测温工装的结构复杂及温度损失。
被测介质的流向在发生改变时，改变的角度可以为锐角还可以为钝角，如被测介质的流向由水平改变至斜向上或者斜向下。
作为一种可选方案，所述被测介质的流向每次发生改变的角度均为90度，也就是说相邻两个流段的流向相互垂直，如被测介质的流向由水平突变至竖直，或者由竖直突变至水平，这种改变可使得被测介质混合更加均匀，被测介质的温度更加均匀，从而使得实验结果更加准确。
在对混合后的被测介质进行温度测量时，可在被测介质发生最后一次突变后对被测介质进行温度测量，此时被测介质完成混合即将由测试段流出。
作为一种可选方案，对混合后的被测介质进行温度测量，具体包括，当被测介质的流向发生第一次突变后进行温度测量，得到输入温度；当被测介质的流向发生最后一次突变后进行温度测量，得到输出温度；根据输入温度和输出温度计算平均温度。
本实施例中，可将输入温度和输出温度的算术平均值作为最终实验结构，能够进一步提高实验结果的准确性。
当然，可以在被测介质的流向每发生一次改变后就对被测介质进行温度测量，然后对测量到的所有温度数值计算平均值。
实施例二：
如图5至图9所示，本发明还提供一种能够实现上述测温方法的测温工装，包括：依次连通的流入管道10、流通管道20和流出管道30；流入管道10与流通管道20之间设有第一拐角40，流通管道20与流出管道30之间设有第二拐角50，第一拐角40和第二拐角50均为尖角。
需要说明的是，第一拐角和第二拐角均为尖角，也可以理解为，流入管道和流通管道的对接处、流通管道和流出管道的对接处，均是通过端部直接连接，流入管道的端部、流通管道的端部和流出管道的端部均不作大的倒角或者大的圆角处理，两个对接处也不设置大的过渡段，从而使介质的流向突然改变。但是，第一拐角和第二拐角只是大体上为尖角，在加工制造过程中，由于加工误差，相邻两个管道的对接处可能出现较小倒角或圆角，从而使拐角圆滑，但整体上不影响介质产生旋涡。
本实施例中，流入管道10与流通管道20之间设有第一拐角40，即流入管道10的长度方向和流通管道20的长度方向相交设置，两者的连接处形成第一拐角40；流通管道20的长度方向和流出管道30的长度方向相交设置，两者的连接处形成第二拐角50。其中，第一拐角40和第二拐角50为尖角而非圆角，则流入管道10和流通管道20之间不设置过渡段，流通管道20和流出管道30之间不设置过渡段。
被测介质由流入管道10进入测温工装，然后流过流通管道20进入流出管道30，再由流出管道30流出测温工装。如图9所示的流场分析图，在被测介质由流入管道10进入流通管道20时，要经过第一拐角40，被测介质的流向发生第一次突变，被测介质中的层与层之间发生扰动，被测介质混合；在被测介质由流通管道20进入流出管道30过程中，要经过第二拐角50，被测介质的流向发生最后一次突变，被测介质中的层与层之间又发生扰动，被测介质又进行混合。混合后的被测介质温度均匀，从而使得实验结果准确性高。
在对被测换热器的传热性能进行实验过程中，被测介质由换热器的入口端进入被测换热器，经过换热后，再由换热器的出口端流出被测换热器，在被测换热器的入口端串联一个测温工装，对被测介质的入口温度进行测量，在被测换热器的出口端串联一个测温工装，对被测介质的出口温度进行测量。
其中，流通管道20的数量可以为一个，还可以为两个、三个、四个或者五个等等多个。其中，流通管道20的数量较佳为一个，即被测介质在测温工装分为三个流段，被测介质的流向发生两次改变，这样在保障被测介质混合均匀的前提下，能够避免测温工装的结构复杂、尺寸大。
第一拐角40的角度可以为锐角或者钝角。较佳地，第一拐角40的角度为直角，能够使得被测介质混合更加均匀，被测介质的温度更加均匀，从而使得实验结果更加准确。
第二拐角50的角度可以为锐角或者钝角。较佳地，第二拐角50的角度为直角，能够使得被测介质混合更加均匀，被测介质的温度更加均匀，从而使得实验结果更加准确。
作为一种可选方案，第一拐角40和第二拐角50均为直角，较佳地，第一拐角40的角度为直角，能够使得被测介质混合更加均匀，被测介质的温度更加均匀，从而使得实验结果更加准确。
流通管道20可以高于流入管道10设置，此时，被测介质由低向高流动。流出管道30可以高于流入管道10设置，此时被测介质由低向高流动。
作为一种可选方案，如图8所示，流通管道20低于流入管道10设置，流出管道30低于流通管道20设置，这样能够减少压差损失。
当流通管道20的数量为多个时，多个流通管道20依次连通，第一个流通管道20与流入管道10连接，两者之间设有第一拐角40，最后一个流通管道20与流出管道30连接，两者之间设有第二拐角50。
其中，相邻两个流通管道20之间设有第三拐角，第三拐角也为尖角。多个流通管道20形成的结构可以为多种，如图5所示，多个流通管道20形成波浪状；如图6所示，多个流通管道20形成多个“几”字形；如图7所示的阶梯状。
在上述实施例基础之上，进一步地，在对混合后的被测介质进行温度测量时，可在被测介质发生最后一次突变后对被测介质进行温度测量，此时被测介质完成混合即将由测试段流出。
作为一种可选方案，测温工装还包括第一测温件60和第二测温件70；第一测温件60的检测端位于流通管道20的靠近流通管道与所述流入管道的连通处；第二测温件70的检测端位于流出管道30的靠近流通管道与所述流出管道的连通处。
本实施例中，第一测温件60对被测介质在其流向发生第一次突变后进行温度测量，从而得到输入温度，第二测温件70对被测介质在其发生最后一次突变后进行温度测量，从而得到输出温度。可将输入温度和输出温度的算术平均值作为最终实验结构，能够进一步提高实验结果的准确性。
当然，当流通管道20为多个时，可设置多个第三测温件，可以在被测介质的流向每发生一次突变后就对被测介质进行温度测量，然后对测量到的所有温度数值计算平均值。
其中，第一测温件60和第二测温件70可采用温度传感器。较佳采用铂电阻温度计。
第一测温件60可以设置在流通管道20上靠近第一拐角40的位置。
可选地，第一测温件60固定在流入管道10上，第一测温件60的检测端伸入所述流通管道内。本实施例中，第一测温件60设置在流入管道10上并伸入流通管道20内，使得结构规整，方便在被测介质的流向发生改变的初始阶段进行温度测量。
本实施例中，当第一测温件60采用铂电阻温度计时，第一测温件60的长度可以根据需要设置，例如，第一测温件60的长度刚好超过第一拐角。
第二测温件70可以设置在流出管道30上靠近第二拐角50的位置。
可选地，第二测温件70固定在流通管道20上，第二测温件70的检测端向伸入所述流出管道内。本实施例中，第二测温件70设置在流通管道20上并伸入流出管道30内，使得结构规整，方便在被测介质的流向发生改变的初始阶段进行温度测量。
本实施例中，当第二测温件70采用铂电阻温度计时，第二测温件70的长度可以根据需要设置，例如，第二测温件70的长度刚好超过第一拐角。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管上述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。另外，公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本申请的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

Claims (2)

1.一种测温工装，其特征在于，包括：依次连通的流入管道、流通管道和流出管道；所述流入管道与所述流通管道之间设有第一拐角，所述流通管道与所述流出管道之间设有第二拐角；还包括第一测温件和第二测温件；所述第一测温件的检测端位于所述流通管道的靠近所述流通管道与所述流入管道的连通处；所述第二测温件的检测端位于所述流出管道的靠近所述流通管道与所述流出管道的连通处；所述第一测温件固定在所述流入管道上，所述第一测温件的检测端伸入所述流通管道内；所述第二测温件固定在所述流通管道上，所述第二测温件的检测端伸入所述流出管道内；所述第一拐角为直角；所述第二拐角为直角；
所述第一拐角和所述第二拐角均为尖角。
2.根据权利要求1所述的测温工装，其特征在于，所述流通管道低于所述流入管道设置，所述流出管道低于所述流通管道设置。
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