CN203191337U - 一种用于单射流孔传热系数测定的实验台 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于单射流孔传热系数测定的实验台，包括冷却液入口、冷却液出口、储液罐、流量计、驱动电机、单射流孔、换热面、温度传感器、加热炉、可调电源和测试数据采集系统；冷却液入口与储液罐的入口相连，储液罐的出口与驱动电机相连，驱动电机与单射流孔相连；流量计设置于储液罐与驱动电机之间；换热面设置于加热炉上，加热炉与可调电源相连；温度传感器设置于换热面的上表面；单射流孔与换热面位置对应；冷却液出口与单射流孔的喷射区相连通；测试数据采集系统与温度传感器、驱动电机和流量计均相连。本实用新型可以十分有效且快速的测量出不同射流参数下冷却工质的射流冲击传热系数、成本低、使用方便。

Description

一种用于单射流孔传热系数测定的实验台

技术领域

本实用新型涉及一种传热系数试验台，特别涉及一种可以实现单射流孔下的冷却工质射流冲击冷却传热系统传热系数测定的实验台。

背景技术

射流冲击技术是依靠射流方式对传热面进行冷却传热，属于强迫对流冷却技术之一，也是公认的传热效率最好的方式之一，具有容易实现、成本低廉、安全无污染等优点。在射流冲击的传热方式中，冷却工质在压差的作用下，经过一定形状的喷嘴喷出，并直接冲击到换热面，从而在换热面上形成较强的对流传热，且在传热面上流体只会产生较为薄的边界层，使得冷却工质与传热面始终保持高的接触，从而达到良好的对流传热。

因此，越来越多的传热区域内开始应用射流冲击冷却技术，但选择良好的冷却工质是达到最优化射流冲击冷却的重要考虑点之一，不同工质在不同射流冲击参数下所达到的传热系数不同，因此必须有设备对这种方式下所实现的传热系数有所测量。

实用新型内容

为了能够测量冷却工质在不同射流冲击冷却参数下的射流冲击传热系数，本实用新型提供了一种用于单射流孔传热系数测定的实验台，采用该试验台可以测试在单射流孔条件下不同射流参数时，冷却工质所能实现的传热系数。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种用于单射流孔传热系数测定的实验台，包括冷却液入口、冷却液出口、储液罐、流量计、驱动电机、单射流孔、换热面、温度传感器、加热炉、可调电源和测试数据采集系统；

冷却液入口与储液罐的入口相连，储液罐的出口与驱动电机相连，驱动电机与单射流孔相连；流量计设置于储液罐与驱动电机之间；

换热面设置于加热炉上，加热炉与可调电源相连；温度传感器设置于换热面的上表面；单射流孔与换热面位置对应，单射流孔喷出的冷却液射流冲击于换热面上；冷却液出口与单射流孔的喷射区相连通；

测试数据采集系统与温度传感器、驱动电机和流量计均相连。

进一步的，所述温度传感器为两个，分别设置于换热面的两侧。

本实用新型所述的用于单射流孔传热系数测定的实验台首先冷却液从储液罐中被驱动电机吸引进而进入到单射流孔中进行射流冲击，通过调整驱动的转速可以达到调整射流冲击的流量和流速的目的；其次，通过调整可调电源使得加热炉对换热面实施不同功率的加热作用，这种加热作用在一定时间内将换热面的表面温度达到试验设定值，换热面上表面的温度由温度传感器测得；再次，测试数据采集系统采集来自于温度传感器以及驱动电机和流量计中的数值，从而可以十分有效且快速的计算出不同射流参数下冷却工质的射流冲击传热系数；本实用新型所述的实验台成本低、使用方便。

附图说明

图1为本实用新型所述用于单射流孔传热系数测定的实验台的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

如图1所示，本实用新型提供了一种用于单射流孔传热系数测定的实验台，包括冷却液入口A、储液罐H、流量计B、驱动电机C、单射流孔D、换热面J、温度传感器F、加热炉H、可调电源I、冷却液出口G和测试数据采集系统K。

冷却液入口A与储液罐H的入口相连，储液罐H的出口与驱动电机C相连，驱动电机C与单射流孔D相连；流量计B设置于储液罐H与驱动电机C之间；换热面J设置于加热炉H上，加热炉H与可调电源I相连；温度传感器F设置于换热面J的上表面；单射流孔D与换热面J位置对应，单射流孔D喷出的冷却液射流冲击于换热面J上；冷却液出口G与单射流孔D的喷射区E相连通；所述温度传感器F可以为两个，分别设置于换热面J的两侧。测试数据采集系统K与温度传感器F、驱动电机C和流量计B均相连，采集来自于温度传感器F以及驱动电机C和流量计B中的数值，从而可计算出不同射流参数下冷却工质的射流冲击传热系数。

本实用新型中的测试数据采集系统K是一个集数据采集和计算功能于一体的系统，其内部的传热系数计算公式遵循牛顿冷却公式：

公式中：

h-射流冲击传热系数；

q-传热面上的热流密度；

U、I-分别代表加热炉上通过的电压和电流；

T₁和T₂-分别代表射流冲击前后的温度传感器上的温度；

A-代表换热面上的面积；

Δt-代表射流冲击时间；

本实用新型的基本工作原理是将所要测试的冷却液加入到冷却液入口A，打开驱动电机C直到所需要的射流流量和射流速度，通过测试换热面温度传感器F在射流前后的温度差，代入测试数据采集系统K中，输出本次测试的传热系数值。本实用新型可以通过调整驱动电机C实现射流冲击流量和流速的改变；通过调整可调电源I的电流和电压，实现加热炉H的不同输出功率，从而可以使换热面J上的表面温度达到试验设定值。采用本测试台可以十分有效且快速的测试并计算出在单射流孔状态下不同射流参数时冷却传热系数。

本实用新型不仅局限于上述具体实施方式，本领域一般技术人员根据本实用新型公开的内容，可以采用其它多种具体实施方式实施本实用新型，因此，凡是采用本实用新型的设计结构和思路，做一些简单的变化或更改的设计，都落入本实用新型保护的范围。

Claims (2)

1.一种用于单射流孔传热系数测定的实验台，其特征在于，包括冷却液入口、冷却液出口、储液罐、流量计、驱动电机、单射流孔、换热面、温度传感器、加热炉、可调电源和测试数据采集系统；

冷却液入口与储液罐的入口相连，储液罐的出口与驱动电机相连，驱动电机与单射流孔相连；流量计设置于储液罐与驱动电机之间；

换热面设置于加热炉上，加热炉与可调电源相连；温度传感器设置于换热面的上表面；单射流孔与换热面位置对应，单射流孔喷出的冷却液射流冲击于换热面上；冷却液出口与单射流孔的喷射区相连通；

测试数据采集系统与温度传感器、驱动电机和流量计均相连。

2.根据权利要求1所述的用于单射流孔传热系数测定的实验台，其特征在于，所述温度传感器为两个，分别设置于换热面的两侧。

Images