CN117250226B - 板式传热元件工质内循环小温差相变热工测试平台 - Google Patents

Abstract

本发明是板式传热元件工质内循环小温差相变热工测试平台。工质内循环系统包括沸腾实验测试样机、冷凝实验测试样机、实验工质循环罐、实验工质循环泵、实验工质气液分离罐。循环水冷热循环系统包括循环水空冷器、循环水缓存罐、循环水增压泵、循环水加热器。蒸汽加热系统主要包括循环水加热器及配套的外部蒸汽发生器及凝结水回收系统。沸腾实验样机测控系统包括待测波纹板片、测温热电阻、固定支架、照明灯具、视窗、遮光罩、高速摄像机。冷凝实验样机测控系统包括待测波纹板片、测温热电阻、固定支架、照明灯具、视窗、液膜测厚仪。有益效果：满足对板式传热元件在小温差工况下的沸腾传热和冷凝传热实验关联式的精确研究。

Description

板式传热元件工质内循环小温差相变热工测试平台

技术领域

本发明属于相变高效传热技术领域、能源节能技术领域，涉及一种用于板式传热元件在小温差场合测试相变传热性能的实验测试平台。

背景技术

板式换热器作为一种结构紧凑、传热系数很好的换热设备，由于其单位体积内换热面积可实现最大化设计，同时所采用的波纹板片具有高的介质湍流效应，可在相同压力损失条件下实现高效传热。目前，该类设备已在液-液传热、气-气传热等领域得到了广泛的应用。

随着炼油化工装置大型化的需求，对于复杂组分介质的分离、提纯必然导致精馏装置的数量和规模大幅度增加，从而对精馏塔配套的塔顶冷凝器和塔底重沸器的要求越来越高，主要体现在：第一，塔顶工况：气相流量大、冷凝冷却热负荷大、介质操作压力低，压降要求苛刻；塔底工况：介质循环量大、加热热负荷大、余热回收要求高，低温位热源的循环利用导致冷热侧传热温差小，传热要求苛刻。

综合上述问题，板式换热器其所具备的传热效率高、结构紧凑、传热温差要求低等优势将进一步为其在沸腾及冷凝等相变场合的推广应用提供了先天优势。但目前对于板式换热器在沸腾、冷凝等相变传热方面的研究主要还是基于单相流传热所采用的经典的边界层理论，对于复杂的两相流传热还需要结合实验数据对传热关联式进行修正。而对于两相流传热实验，实验装置的合理性、实验参数的准确性和测量精度等均对实验结果有较大的影响。因此，基于两相流传热的实验系统设计和实验测试方法的开发研究是板式相变传热主要探索方向。

发明内容

本发明为了研究在小温差相变场合板式传热元件沸腾传热及冷凝传热关联式和压降关联式，开发一种板式传热元件工质内循环小温差相变热工测试平台，提供一种能够在小温差传热条件下，研究板式传热元件在不同工质条件下的相变传热，得到基于板式传热元件的相变传热关联式和压降关联式，为板式换热器在沸腾和冷凝场合的推广应用提供技术支撑。

本发明技术方案：板式传热元件工质内循环小温差相变热工测试平台，包括：工质内循环系统、循环水冷热循环系统、蒸汽加热系统、沸腾实验样机测控系统、冷凝实验样机测控系统；

所述的工质内循环系统包括沸腾实验测试样机、冷凝实验测试样机、实验工质循环罐、实验工质循环泵、实验工质气液分离罐，实验工质通过实验工质加注口加入实验工质循环罐，通过实验工质循环泵增压后进入沸腾实验测试样机进行沸腾传热性能测试，被加热汽化的气相实验工质进入实验工质气液分离罐，分离掉部分冷凝的液相，保证进入冷凝实验测试样机的实验工质为全气相，实验工质在冷凝实验测试样机中被全部冷凝后再次回到实验工质循环罐，形成闭式内循环；

所述的循环水冷热循环系统包括循环水空冷器、循环水缓存罐、循环水增压泵、循环水加热器，外部水由循环水补水口补入循环水缓存罐，循环水选用软化水或除盐水，循环水经由循环水增压泵增压后进入循环水加热器加热，被加热的循环水进入沸腾实验测试样机，循环水在沸腾实验测试样机中被取热，然后循环水进入循环水空冷器被冷却至需要的温度再进入冷凝实验测试样机对实验工质进行冷却，再次回到循环水缓存罐，形成循环水闭式内循环；

所述的蒸汽加热系统主要包括循环水加热器及配套的外部蒸汽发生器及凝结水回收系统，来自外部蒸汽发生器低压蒸汽通过低压蒸汽入口进入循环水加热器加热循环水后冷凝成凝结水，由凝结水出口回到凝结水回收系统；

所述沸腾实验样机测控系统包括待测波纹板片、测温热电阻、固定支架、照明灯具、视窗、遮光罩、高速摄像机，待测波纹板片安装在沸腾实验测试样机内，待测波纹板片安置多个测温热电阻，测温热电阻连接数据采集器，测温热电阻由固定支架支撑固定，固定支架设有使得测温热电阻与待测波纹板片一直处于紧密贴合状态的伸缩结构，固定支架与沸腾实验测试样机壳体内壁相固定，沸腾实验测试样机外壳上沿高度方向设置多个视窗，沸腾实验测试样机内壁固定照明灯具，每个视窗外部设有高速摄像机，高速摄像机与视窗的间隔空间由遮光罩连接，测温热电阻测量待测波纹板片不同位置区域的壁温，由壁温计算沸腾侧传热系数，高速摄像机用于捕捉沸腾传热产生气泡的时间、数量、流型和气液占比，并结合对应位置的壁温数据，对沸腾侧传热系数进行修正，从而得到精准的沸腾侧传热系数；

冷凝实验样机测控系统包括待测波纹板片、测温热电阻、固定支架、照明灯具、视窗、液膜测厚仪，待测波纹板片安装在冷凝实验测试样机内，待测波纹板片安置多个测温热电阻，测温热电阻连接数据采集器，测温热电阻由固定支架支撑固定，固定支架与冷凝实验测试样机壳体内壁相固定，冷凝实验测试样机外壳上沿高度方向设置多个视窗，冷凝实验测试样机内壁固定照明灯具，液膜测厚仪设置在冷凝实验测试样机内部，液膜测厚仪的测量探针接触板片表面液膜，测量探针通过机械传动装置产生平移、脉冲信号测量电路的信号强度改变获得液膜厚度，通过测量不同位置、不同壁温情况下的液膜厚度，计算冷凝传热系数。

所述固定支架的伸缩结构，含有伸缩杆，每个测温热电阻均配置独立的伸缩杆，伸缩杆由外筒、内筒和压紧弹簧组成，外筒一端固定在固定支架主体，压紧弹簧在外筒底部，内筒一端插入外筒内且与压紧弹簧连接，内筒与外筒为滑动连接，内筒未插入外筒的一端连接测温热电阻，伸缩杆的伸缩使测温热电阻与待测波纹板片表面接触良好，压紧弹簧施加压力保证测温热电阻与待测波纹板片紧密贴合。

优选的，沸腾实验测试样机、冷凝实验测试样机均嵌装有3个视窗。

具体的，液膜测厚仪的机械传动装置与脉冲信号测量电路，除测量探针外，还有传动齿轮轴、密封轴承、步进电机、电极、控制显示器及连接导线，测量探针设有齿条，齿条连接传动齿轮轴，传动齿轮轴在冷凝实验测试样机内部，传动齿轮轴连接密封轴承，密封轴承连接在冷凝实验测试样机侧壁，传动齿轮轴经过密封轴承连接步进电机，电极分别连接步进电机、待测波纹板片，电极与控制显示器通过连接导线连接，通过控制显示器控制步进电机带动传动齿轮轴旋转，从而带动测量探针逐步远离波纹板片表面，测量探针移动过程中，控制显示器收到电极和连接导线传来的与液膜接触的脉冲信号，当测量探针离开板片表面液膜后，脉冲信号强度突降，此时控制显示器记录并存储步进电机转动的圈数，通过圈数、传动齿轮轴与齿条的关系计算，间接获得液膜的厚度。

优选的，每个传动齿轮轴同时驱动3个测量探针进行测量。控制显示器可分别记录不同测量探针反馈的脉冲信号和对应的液膜厚度。

进一步的，沸腾实验测试样机、冷凝实验测试样机的待测波纹板片与壳体是可拆卸安装，待测波纹板片通过螺栓与法兰盘连接，法兰盘与壳体通过法兰连接。

本发明的有益效果：本发明满足对板式传热元件在小温差工况下的沸腾传热和冷凝传热实验关联式的精确研究，提高板式换热器的在沸腾及冷凝场合传热计算关联式的准确性。以沸腾传热机理为依据，通过对板片表面不同区域壁温的实时监测，并利用高速摄像机对板片表面的沸腾产生汽泡流型的实时观测，从而准确的分析计算出不同壁温情况下的沸腾传热关联式；以冷凝传热机理为依据，结合不同板片区域的壁温及液膜厚度，准确计算出不同壁温情况下的冷凝传热关联式。为板式换热器在大型石油化工装置的沸腾及冷凝场合推广提供技术依据。

沸腾实验测试样机和冷凝实验测试样机中传热元件具备可更换性。实验工质在沸腾传热测试样机和冷凝传热测试样机中循环，可采用对测试环境洁净程度等要求较高的介质。测试平台配置有精确的温差控制系统，可实现最小传热温差1~3℃，对研究板式传热元件在小温差相变传热场合高效余热回收及低品位热工质高效利用技术具有重大意义。

附图说明

图1——本发明测试平台系统组成图；

图2——沸腾实验测试样机测试结构图；

图3——壁温测试点布置及固定支架图；

图4——固定支架结构图；

图5——冷凝实验测试样机测试结构图；

图6——液膜测厚仪布置及结构图；

图7——液膜测厚仪原理图。

附图编号：1.沸腾实验测试样机、2.冷凝实验测试样机、3.实验工质循环罐、4.实验工质循环泵、5.实验工质气液分离罐、6.循环水空冷器、7.循环水缓存罐、8.循环水增压泵、9.循环水加热器、10.高速摄像机、11.遮光罩、12.照明灯具、13.视窗、14.测温热电阻、15.固定支架、16.伸缩杆、17.待测波纹板片、18.外筒、19.内筒、20.压紧弹簧、21.液膜测厚仪、22.板片表面液膜、23.测量探针、24.传动齿轮轴、25.密封轴承、26.步进电机、27.电极、28.控制显示器、29.连接导线、101.低压蒸汽入口、102.凝结水出口、103.循环水补水口、104.实验工质加注口。

具体实施方式

如图1所示，为本发明所述的一种板式传热元件工质内循环小温差相变热工测试平台系统图，主要包括工质内循环系统、循环水冷热循环系统、蒸汽加热系统、配套的管路、沸腾实验样机测控系统、冷凝实验样机测控系统和循环水控制系统（包括温度、压力管道仪表、阀门，控制流量、压力）等组成。

所述的工质内循环系统包括沸腾实验测试样机1、冷凝实验测试样机2、实验工质循环罐3、实验工质循环泵4、实验工质气液分离罐5。通常情况下用于沸腾传热或冷凝传热的实验工质除水之外，还可以是乙二醇水溶液、氟利昂等制冷剂、低沸点有机溶剂等，其沸点范围一般在40~80℃之间。主要测试流程如下：实验工质通过实验工质加注口104加入实验工质循环罐3，实验工质循环罐3的容积为3m³，能够满足整个内循环系统内实验工质全部容积。实验工质首先通过实验工质循环泵4增压后进入沸腾实验测试样机1进行沸腾传热性能测试，可通过控制加热介质的流量、温度实现对传热元件金属壁温的精准控制，保证被加热沸腾的介质的沸点温度与传热元件的壁温差可控制在1~3℃，且控制控制精度为±0.5℃，在此被加热汽化的实验工质（会夹带一部分液相实验工质）进入实验工质气液分离罐5进行气液分离，经分离后的液相部分自流至实验工质循环罐3，气相部分进入冷凝实验测试样机2进行冷凝传热性能测试，通过控制冷侧介质的流量、温度实现被冷凝介质的凝结温度与传热元件的壁温差可控制在1~3℃，且控制精度可达到±0.5℃，经冷凝后自流回到实验工质循环罐3，形成闭式内循环。通过上述方式，可实现对板式传热元件进行沸腾传热系数测定、冷凝传热系数测定或沸腾、冷凝两侧传热系数同时测定，从而提高实验效率。

所述的循环水冷热循环系统包括循环水空冷器6、循环水缓存罐7、循环水增压泵8、循环水加热器9。其循环流程是：首先外部水由循环水补水口103补入循环水缓存罐7，循环水缓冲罐7容积为5m³，循环水选用软化水或除盐水，循环水经循环水增压泵8增压后进入循环水加热器9加热，循环水加热后温度范围为：50~90℃，被加热的循环水进入沸腾实验测试样机1，对实验工质进行加热汽化，可通过对循环水加热器9的蒸汽的流量控制实现对进入沸腾实验测试样机1的循环水温度的控制，控制精度为±0.5℃。降温后的循环水进入循环水空冷器6后被冷却，可通过对循环水空冷器6的风机进行变频调节，实现对冷却后循环水温度的控制，通常温度范围在30~50℃之间，冷却后的循环水进入冷凝实验测试样机2对实验工质进行冷凝冷却，再次回到循环水缓存罐7，形成循环水闭式内循环。

所述的蒸汽加热系统主要包括循环水加热器9及配套的外部蒸汽发生器（图中未画出）及凝结水回收系统（图中未画出）。来自外部蒸汽发生器低压蒸汽通过低压蒸汽入口101进入循环水加热器9加热循环水后冷凝成凝结水，由凝结水出口102回到凝结水回收系统。本实验系统采用0.1MPaG低压饱和蒸汽作为加热热源，通过调节蒸汽流量实现对循环水加热后温度的精准控制。

本发明所述的沸腾实验测试样机1和冷凝实验测试样机2采用整体模块化组装，待测波纹板片17与壳体是可拆卸安装，待测波纹板片17通过螺栓与法兰盘连接，法兰盘与壳体通过法兰连接。待测波纹板片17具备可更换性，可对不同板型进行传热性能测试。壳体及配置的传感器、测试用仪器等均可重复利用，最大程度降低实验测试样机的加工周期和成本。

本发明所提出的沸腾实验测试样机1测试原理如图2所示，待测波纹板片17安装在沸腾实验测试样机1内，壳体上嵌装3块视窗13，每块视窗13外部装设有遮光罩11和高速摄像机10，高速摄像机10由外部独立支架支撑稳固，壳体内部壁面上装设有多个照明灯具12，保证成像清晰可见，通过高速摄像机10可记录和捕捉每个视窗13区域内产生气泡的时间、数量、流型和气液占比。配置有多个可主动压紧的测温热电阻14，其布置位置及数量如图3所示，每个视窗13可见区域内均匀布置8个测温热电阻14，总共布置24个测温热电阻14。其每个测温热电阻14均配置独立的伸缩杆16，能够通过调节伸缩杆16的伸出长度，确保每个测温热电阻14均能够与待测波纹板片17表面良好接触，提高测量准确性。

通过对待测波纹板片17不同区域的壁温采集，结合不同区域的气泡的时间、数量、流型和气液占比，从而分析计算得到整个待测波纹板片17沸腾侧的传热关联式。

本发明所述的冷凝实验测试样机2测试原理如图5所示，待测波纹板片17安装在冷凝实验测试样机2内，壳体上嵌装3块视窗13，壳体内部壁面上装设有多个照明灯具12，保证内部冷凝效果清晰可见，也可通过外部配置高速摄像机10对冷凝过程进行记录。配置多个可主动压紧的测温热电阻14。与沸腾实验测试样机1不同的是冷凝实验测试样机2配置多个液膜测厚仪21，其布置图及结构图如图6、图7所示。该液膜测厚仪21含有机械传动装置与脉冲信号测量电路，由测量探针23、传动齿轮轴24、密封轴承25、步进电机26、电极27、控制显示器28及连接导线29等组成。测量探针23设有齿条，齿条连接传动齿轮轴24，传动齿轮轴24在冷凝实验测试样机2内部，传动齿轮轴24连接密封轴承25，密封轴承25连接在冷凝实验测试样机2侧壁，传动齿轮轴24经过密封轴承25连接步进电机26，电极27分别连接步进电机26、待测波纹板片17，电极27与控制显示器28通过连接导线29连接。其原理是通过控制显示器28控制步进电机26带动传动齿轮轴24旋转，从而带动测量探针23逐步远离待测波纹板片17表面，测量探针23移动过程中，控制显示器28收到电极27和连接导线29传来的与液膜接触的脉冲信号，当测量探针23离开板片表面液膜22后，脉冲信号强度突降，此时控制显示器28记录并存储步进电机26转动的圈数，通过圈数、传动齿轮轴24与齿条的关系计算，间接获得液膜的厚度。每个传动齿轮轴24可同时驱动3个测量探针23同时进行测量，控制显示器28可分别记录不同测量探针23反馈的脉冲信号和对应的液膜厚度。

通过对待测波纹板片17不同区域的壁温采集，结合不同区域的冷板片表面液膜22的厚度，从而分析计算得到整个待测波纹板片17冷凝侧的传热关联式。

对于沸腾实验测试样机1或冷凝实验测试样机2内的测温热电阻14：测温热电阻14连接数据采集器，测温热电阻14由固定支架15支撑固定，固定支架15与沸腾实验测试样机1或冷凝实验测试样机2壳体内壁相固定。如图4所示，固定支架15设有伸缩结构，含有伸缩杆16，每个测温热电阻14均配置独立的伸缩杆16，伸缩杆16由外筒18、内筒19和压紧弹簧20组成，外筒18一端固定在固定支架15主体，压紧弹簧20在外筒18底部，内筒19一端插入外筒18内且与压紧弹簧20连接，内筒19与外筒18为滑动连接，内筒19未插入外筒18的一端连接测温热电阻14，伸缩杆16的伸缩使测温热电阻14与待测波纹板片17表面接触良好，压紧弹簧20施加压力保证测温热电阻14与待测波纹板片17一直处于紧密贴合接触的状态。

如图1所示，对管道的仪表做说明：循环水增压泵8与循环水加热器9之间的连接管道上设有温度检测器、压力变送器、流量变送器，流量变送器与循环水增压泵8通过流量指示控制。低压蒸汽入口101的管路上设有电控阀，循环水加热器9加热循环水流出管路上设有温度检测器，温度检测器与电控阀通过温度指示控制。循环水加热器9加热循环水流出管路上设有电控阀，沸腾实验测试样机1与实验工质气液分离罐5的连接管路上设有温度检测器、压力变送器，温度检测器与电控阀通过温度指示控制。实验工质气液分离罐5与冷凝实验测试样机2之间的连接管道上设有温度检测器、压力变送器、流量变送器。冷凝实验测试样机2与循环水缓存罐7之间的连接管道上设有温度检测器。冷凝实验测试样机2与循环水空冷器6之间的连接管道上设有两个温度检测器、一个电控阀，冷凝实验测试样机2与实验工质循环罐3之间的连接管道上设有温度检测器、压力变送器，冷凝实验测试样机2与实验工质循环罐3的连接管道上的温度检测器通过温度指示控制冷凝实验测试样机2与循环水空冷器6的连接管道上的电控阀，靠近循环水空冷器6的冷凝实验测试样机2与循环水空冷器6之间的连接管道上温度检测器通过温度指示控制循环水空冷器6。循环水空冷器6与沸腾实验测试样机1之间的连接管道上设有温度检测器。实验工质循环泵4与沸腾实验测试样机1之间的连接管道上设有温度检测器、压力变送器、流量变送器，流量变送器与实验工质循环泵4通过流量指示控制。

本发明可用于炼油化工精馏装置塔顶冷凝器和塔顶重沸器采用高效板式换热器，在小温差传热工况下，沸腾传热和冷凝传热的传热系数的测定，进而为高效板式换热器在精馏装置相变换热场合的推广提供技术支撑，为降低装置能耗、节省装置占地和投资提供保障。

Claims (7)

1.板式传热元件工质内循环小温差相变热工测试平台，其特征是包括：工质内循环系统、循环水冷热循环系统、蒸汽加热系统、沸腾实验样机测控系统、冷凝实验样机测控系统；

工质内循环系统包括沸腾实验测试样机（1）、冷凝实验测试样机（2）、实验工质循环罐（3）、实验工质循环泵（4）、实验工质气液分离罐（5），实验工质通过实验工质加注口（104）加入实验工质循环罐（3），通过实验工质循环泵（4）增压后进入沸腾实验测试样机（1）进行沸腾传热性能测试，被加热汽化的气相实验工质进入实验工质气液分离罐（5），分离掉部分冷凝的液相，保证进入冷凝实验测试样机（2）的实验工质为全气相，实验工质在冷凝实验测试样机（2）中被全部冷凝后再次回到实验工质循环罐（3），形成闭式内循环；

循环水冷热循环系统包括循环水空冷器（6）、循环水缓存罐（7）、循环水增压泵（8）、循环水加热器（9），外部水由循环水补水口（103）补入循环水缓存罐（7），循环水选用软化水或除盐水，循环水经由循环水增压泵（8）增压后进入循环水加热器（9）加热，被加热的循环水进入沸腾实验测试样机（1），循环水在沸腾实验测试样机（1）中被取热，然后循环水进入循环水空冷器（6）被冷却至需要的温度再进入冷凝实验测试样机（2）对实验工质进行冷却，再次回到循环水缓存罐（7），形成循环水闭式内循环；

所述沸腾实验样机测控系统、冷凝实验样机测控系统均有的包括待测波纹板片（17）、测温热电阻（14）、固定支架（15）、照明灯具（12）、视窗（13），待测波纹板片（17）安装在沸腾实验测试样机（1）、冷凝实验测试样机（2）内，待测波纹板片（17）安置多个测温热电阻（14），测温热电阻（14）连接数据采集器，测温热电阻（14）由固定支架（15）支撑固定，固定支架（15）设有使得测温热电阻（14）与待测波纹板片（17）一直处于紧密贴合状态的伸缩结构，固定支架（15）与沸腾实验测试样机（1）、冷凝实验测试样机（2）壳体内壁相固定，沸腾实验测试样机（1）、冷凝实验测试样机（2）外壳上沿高度方向设置多个视窗（13），沸腾实验测试样机（1）、冷凝实验测试样机（2）内壁固定照明灯具（12），沸腾实验测试样机（1）设置遮光罩（11）、高速摄像机（10），每个视窗（13）外部设有高速摄像机（10），高速摄像机（10）与视窗（13）的间隔空间由遮光罩（11）连接；对于沸腾实验样机测控系统：测温热电阻（14）测量待测波纹板片（17）不同位置区域的壁温，由壁温计算沸腾侧传热系数，高速摄像机（10）用于捕捉沸腾传热产生气泡的时间、数量、流型和气液占比，并结合对应位置的壁温数据，对沸腾侧传热系数进行修正，从而得到精准的沸腾侧传热系数；对于冷凝实验样机测控系统还包括液膜测厚仪（21），液膜测厚仪（21）设置在冷凝实验测试样机（2）内部，液膜测厚仪（21）的测量探针（23）接触板片表面液膜（22），测量探针（23）通过机械传动装置产生平移、脉冲信号测量电路的信号强度改变获得液膜厚度，通过测量不同位置、不同壁温情况下的液膜厚度，计算冷凝传热系数。

2.根据权利要求1所述的板式传热元件工质内循环小温差相变热工测试平台，其特征是，所述固定支架（15）的伸缩结构含有伸缩杆（16），每个测温热电阻（14）均配置独立的伸缩杆（16），伸缩杆（16）由外筒（18）、内筒（19）和压紧弹簧（20）组成，外筒（18）一端固定在固定支架（15）主体，压紧弹簧（20）在外筒（18）底部，内筒（19）一端插入外筒（18）内且与压紧弹簧（20）连接，内筒（19）与外筒（18）为滑动连接，内筒（19）未插入外筒（18）的一端连接测温热电阻（14），伸缩杆（16）的伸缩使测温热电阻（14）与待测波纹板片（17）表面接触良好，压紧弹簧（20）施加压力保证测温热电阻（14）与待测波纹板片（17）紧密贴合。

3.根据权利要求1所述的板式传热元件工质内循环小温差相变热工测试平台，其特征是，沸腾实验测试样机（1）、冷凝实验测试样机（2）均嵌装有3个视窗（13）。

4.根据权利要求1所述的板式传热元件工质内循环小温差相变热工测试平台，其特征是，液膜测厚仪（21）的机械传动装置与脉冲信号测量电路，除测量探针（23）外，还有传动齿轮轴（24）、密封轴承（25）、步进电机（26）、电极（27）、控制显示器（28）及连接导线（29），测量探针（23）设有齿条，齿条连接传动齿轮轴（24），传动齿轮轴（24）在冷凝实验测试样机（2）内部，传动齿轮轴（24）连接密封轴承（25），密封轴承（25）连接在冷凝实验测试样机（2）侧壁，传动齿轮轴（24）经过密封轴承（25）连接步进电机（26），电极（27）分别连接步进电机（26）、待测波纹板片（17），电极（27）与控制显示器（28）通过连接导线（29）连接，通过控制显示器（28）控制步进电机（26）带动传动齿轮轴（24）旋转，从而带动测量探针（23）逐步远离待测波纹板片（17）表面，测量探针（23）移动过程中，控制显示器（28）收到电极（27）和连接导线（29）传来的与液膜接触的脉冲信号，当测量探针（23）离开板片表面液膜（22）后，脉冲信号强度突降，此时控制显示器（28）记录并存储步进电机（26）转动的圈数，通过圈数、传动齿轮轴（24）与齿条的关系计算，间接获得液膜的厚度。

5.根据权利要求4所述的板式传热元件工质内循环小温差相变热工测试平台，其特征是，每个传动齿轮轴（24）同时驱动3个测量探针（23）进行测量。

6.根据权利要求1所述的板式传热元件工质内循环小温差相变热工测试平台，其特征是，沸腾实验测试样机（1）、冷凝实验测试样机（2）的待测波纹板片（17）与壳体是可拆卸安装，待测波纹板片（17）通过螺栓与法兰盘连接，法兰盘与壳体通过法兰连接。

7.根据权利要求1所述的板式传热元件工质内循环小温差相变热工测试平台，其特征是，冷凝实验测试样机（2）设有遮光罩（11）、高速摄像机（10），高速摄像机（10）设在视窗（13）外部，高速摄像机（10）与视窗（13）的间隔空间由遮光罩（11）连接。