CN203101302U - 一种负压式传热实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及化工原理实验教学中传热实验单元操作常用的一种负压式传热实验装置，它主要由换热器、热流体发生器、旋涡式真空泵、控制器构成。所述换热器由套管式换热器外套管和套管式换热器内管组成；在换热器上分别安装有冷空气进口、冷空气流量变送器、冷空气入口温度传感器、换热器下端温度传感器、热流体出口控制阀、换热器内壁表面温度传感器、热流体单向阀、换热器上端温度传感器、冷空气出口温度传感器、热流体压力显示表、冷空气压力变送器、热流体入口控制阀、热流体流动控制泵。通过测量部件对传热过程中冷热流体的物性参数进行监控和测量。本实用新型的真空泵可以通过导管与装置分离安装，大大降低装置实验时泵产生的噪声。

Description

一种负压式传热实验装置

技术领域

本实用新型涉及化工原理实验教学中传热实验单元操作常用的一种负压式传热实验装置。

背景技术

化工原理课程是高校化学化工类专业的一门重要的必修课程，传热实验是该课程教学中重要的重要教学环节，目前国内各厂家生产的传热实验装置大多采用水蒸气对冷空气加热模式进行传热系数测定，其中冷空气均采用压缩空气或鼓风机方式进行正压促使空气流动二在换热器内加热。设计一种负压式传热实验装置，采用负压方式促使被加热冷空气的流动，降低装置噪声，减少空气被压缩过程中的放热和在管道内的摩擦生热对传热系数测定的影响，对提高实验精密度十分必要。

发明内容

本实用新型目的是为了克服现有传热实验装置正压鼓风或提供压缩空气换热噪声大，空气被压缩时的放热和气流在管道内的摩擦生热对传热系数测定影响较大的缺点，提供化工原理传热实验中传热系数测定的一种负压式传热实验装置。该传热实验装置通过旋涡式真空泵形成流动气流在换热器内实现换热，通过测定换热前后的温度变化值和流体流量，从而计算传热系数，实现传热系数的测定。

本实用新型的技术方案是：

本实用新型一种负压式传热实验装置，主要由换热器、热流体发生器、旋涡式真空泵、控制器构成。所述换热器由套管式换热器外套管和套管式换热器内管组成；在换热器上分别安装有冷空气进口、冷空气流量变送器、冷空气入口温度传感器、换热器下端温度传感器、热流体出口控制阀、换热器内壁表面温度传感器、热流体单向阀、换热器上端温度传感器、冷空气出口温度传感器、热流体压力显示表、冷空气压力变送器、热流体入口控制阀、热流体流动控制泵。冷流体采用旋涡式真空泵在换热器后端进行负压促使流体流动，通过测量部件对传热过程中冷热流体的物性参数进行监控和测量。旋涡式真空泵可通过冷空气延长导管与装置主体连接，旋涡式真空泵可远离装置安装。

所述控制器由电源控制开关、温度控制仪表、温度显示仪表、旋涡式真空泵、转速控制调节仪表构成。其通过总电缆线与实验装置连接实现控制和实验数据的监测。

该传热实验装置使用时通过装置对应的控制器对热流体发生器进行控制并形成稳定热流体，通过旋涡式真空泵形成冷空气在换热器内管中流动被热流体通过内管的固定传热面实现换热，通过流量变送器采集流量值、通过各个温度传感器采集温度值即可根据传热系数的测定原理进行传热系数的测定。

所述热流体发生器采用内加热釜设计，直接对流体加热，可采用水或导热油作为热流体进行加热和实验，通过对热流体发生器的控制形成可调可控的热流体的热源，通过热流体流动控制泵稳定地向换热器输送热源。

本实用新型的优点：1、一种负压式传热实验装置冷流体采用旋涡式真空泵形成负压，促使冷空气在管内流动，真空泵可以通过导管与装置分离安装，大大降低装置实验时泵产生的噪声；2、真空泵形成的负压促使冷流体（冷空气）流动不会对冷流体进入换热器前产生压缩放热对传热系数测定的影响；3、冷空气入口端采用喇叭口形式有效减少气体进入管道时产生的噪声；4、有效缩短冷空气进入换热器的管道距离，避免冷空气在压缩过程中的放热和在管道内的流动摩擦生热影响传热系数测定；5、热流体采用可控恒温加热液体方式进行循环对冷流体传热，能耗低，热源稳定；6、冷流体采用换热后经真空泵形成的负压流动的方式，换热过程仅有热源对冷流体的传热，无其他影响，实验测定数据精度高；7、采用合理的控制器对热流体发生器进行系列恒温加热控制，可以测定不同的热源温度的传热系数；8、旋涡真空泵采用变频电机驱动可通过改变电源频率而改变冷流体流量实现不同冷流体流量下的传热系数测定。

附图说明

附图1为本实用新型一种负压式传热实验装置的结构示意图。

图中：1.冷空气进口，2.冷空气流量变送器，3.冷空气入口温度传感器，4.换热器下端温度传感器，5.热流体出口控制阀，6.换热器内壁表面温度传感器，7.热流体单向阀，8.套管式换热器外套管，9.套管式换热器内管，10.换热器上端温度传感器，11.冷空气出口温度传感器，12.热流体压力显示表，13.冷空气压力变送器，14.热流体入口控制阀，15.热流体流动控制泵，16.热流体发生器，17.旋涡式真空泵，18.冷空气延长导管，19.控制器，20.总电缆线。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行进一步的描述：

如图1所示，本实用新型一种负压式传热实验装置，主要由换热器、热流体发生器16、旋涡式真空泵17、控制器19构成。所述换热器由套管式换热器外套管8和套管式换热器内管9组成，在换热器上安装有冷空气进口1、冷空气流量变送器2、冷空气入口温度传感器3、换热器下端温度传感器4、热流体出口控制阀5、换热器内壁表面温度传感器6、热流体单向阀7、换热器上端温度传感器10、冷空气出口温度传感器11、热流体压力显示表12、冷空气压力变送器13、热流体入口控制阀14、热流体流动控制泵15；冷流体采用旋涡式真空泵（17）在换热器后端进行负压促使流体流动，通过测量部件对传热过程中冷热流体的物性参数进行监控和测量。旋涡式真空泵17可通过冷空气延长导管18与装置主体连接，旋涡式真空泵17可远离装置安装，有效避免实验过程中的噪声。

所述控制器19由电源控制开关、温度控制仪表、温度显示仪表、旋涡式真空泵17、转速控制调节仪表构成，并通过总电缆线20与实验装置连接实现控制和实验数据的监测。

整套装置通过具备传热实验数据采集控制的控制器19进行控制。

所述热流体发生器16采用内加热釜设计，直接对流体加热，可采用水或导热油作为热流体进行加热和实验，通过对热流体发生器16的控制形成可调可控的热流体的热源，通过热流体流动控制泵15稳定地向换热器输送热源。

所述旋涡式真空泵17通过冷流体延长导管18与装置相连，旋涡式真空泵17采用变频电机，通过变频调节转速实现对冷流体流量调节。

工作原理

该负压式传热实验装置根据以上结构，在使用时将热流体发生器16注满相应流体后通过控制器19启动后加热到实验温度后启动热流体流动控制泵15，开启相应控制阀门实现热流体循环对换热器内冷流体加热。冷流体通过旋涡式真空泵17形成的负压在换热器的固定面积的换热管道内流动，套管式换热器内管9具有良好的导热系数。通过相应控制和数据具备采集功能的控制器19进行实验控制和实验数据采集，即可实现传热系数测定。

Claims (3)

1.一种负压式传热实验装置，主要由换热器、热流体发生器（16）、旋涡式真空泵（17）、控制器（19）构成，其特征在于：所述换热器由套管式换热器外套管（8）和套管式换热器内管（9）组成；在换热器上安装有冷空气进口（1）、冷空气流量变送器（2）、冷空气入口温度传感器（3）、换热器下端温度传感器（4）、热流体出口控制阀（5）、换热器内壁表面温度传感器（6）、热流体单向阀（7）、换热器上端温度传感器（10）、冷空气出口温度传感器（11）、热流体压力显示表（12）、冷空气压力变送器（13）、热流体入口控制阀（14）、热流体流动控制泵（15）；冷流体采用旋涡式真空泵（17）在换热器后端进行负压促使流体流动，通过测量部件对传热过程中冷热流体的物性参数进行监控和测量；旋涡式真空泵（17）可通过冷空气延长导管（18）与装置主体连接，旋涡式真空泵（17）可远离装置安装，有效避免实验过程中的噪声。

2.根据权利要求1所述的一种负压式传热实验装置，其特征在于：所述控制器（19）由电源控制开关、温度控制仪表、温度显示仪表、旋涡式真空泵（17）、转速控制调节仪表构成，并通过总电缆线（20）与实验装置连接实现控制和实验数据的监测。

3.根据权利要求1所述的一种负压式传热实验装置，其特征在于：所述热流体发生器（16）采用内加热釜设计，直接对流体加热，可采用水或导热油作为热流体进行加热和实验；旋涡式真空泵（17）采用变频电机，通过变频调节转速实现对冷流体流量调节。