CN204086188U - 一种用于测界面换热系数的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于测界面换热系数的装置，包括工作台，及设于所述工作台上的加热炉，及设于所述加热炉一侧的试样对准轴套，第一试样一端设于所述加热炉内，另一端设于所述试样对准轴套内用于与第二试样相接触；还包括一用以驱动所述第二试样沿所述试样对准轴套轴向运动的驱动装置。本实用新型测量精度高，测量温度范围宽，且能实时显示测量接触界面换热系数，该装置可用于研究固-固接触温度、接触压力以及接触表面粗糙度对界面换热系数的影响，结构简单，设计合理，具有实用性。
Description
技术领域
本实用新型涉及塑性加工技术领域，特别涉及一种用于测界面换热系数的装置。
背景技术
双辊薄带连铸连铸技术较之传统的板带生产工艺具有诸多优势，是被广泛研究的一项革命性技术。双辊薄带连铸过程中结晶辊与金属熔体间的界面传热对铸带质量与工艺参数的制定都有着显著影响，对其进行研究具有非常重要的理论意义和实用价值。双辊薄带连铸过程中高温金属液与结晶辊会发生急速冷却，根据金属液的状态及接触情况可将熔池与结晶辊接触表面划分为四个区域，分别为液相接触区、相变区、收缩区及轧制区。从界面换热的角度看，在轧制区域金属液已完全凝固成壳，它与结晶辊的接触换热涉及到固-固接触界面传热的领域。由于接触界面换热系数是一个对多种工艺参数都具有敏感性的宏观参数，在轧制区，不同界面载荷、不同接触面温度、不同接触面状态和不同中间介质等条件都会对换热系数造成影响，因此，研究固体间接触界面换热系数越来越受到关注和重视。目前，国内外有一些学者对固体界面间的接触换热进行了研究与测试，并取得了一定数据，但由于实验设备和测温装置均存在一定误差，导致实验结果差别较大。尤其是当两个固体接触时，需要施加一定的压力，在计算接触界面换热系数时，要求热量的传递是沿着轴线方向传递的。而在载荷作用下往往会使两个物件轴线偏离导致不在同一直线上，因此实际操作与理论计算存在相当大的误差。另外，之前实验中的压力加载大多是通过杠杆加载，因此砝码重量的误差会直接影响实验结果。
实用新型内容
(一)要解决的技术问题
本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于测界面换热系数的装置，其测量精度高，测量温度范围宽，且能实时显示测量接触界面换热系数。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种用于测界面换热系数的装置，包括工作台，及设于所述工作台上的加热炉，及设于所述加热炉一侧的试样对准轴套，第一试样一端设于所述加热炉内，另一端设于所述试样对准轴套内用于与第二试样相接触；还包括一用以驱动所述第二试样沿所述试样对准轴套轴向运动的驱动装置，所述驱动装置包括L型推杆、设于所述工作台上的导向轴套、导轨、设于所述导轨上的滑块、带动所述滑块运动的丝杠、驱动所述丝杠的电机，所述L型推杆的水平段设于导向轴套内，所述L型推杆的竖直段固定于所述滑块上，所述导向轴套与试样对准轴套同轴心。
其中，所述加热炉设有端盖，所述端盖上设有通孔，所述第一试样中部设有环形凹槽，所述环形凹槽与通孔相配合。
其中，所述试样对准轴套外侧套设有保温套。
其中，所述第一试样和第二试样相接触处设有热电偶，所述热电偶通过信号采集装置连接于计算机上，所述L型推杆与第二试样相接触处设有压力传感器，所述压力传感器通过测压仪连接于计算机上。
其中，所述保温套通过螺栓固定于所述工作台上。
(三)有益效果
本实用新型相比较于现有技术，具有如下有益效果：本实用新型测量精度高，测量温度范围宽，且能实时显示测量接触界面换热系数，该装置可用于研究固-固接触温度、接触压力以及接触表面粗糙度对界面换热系数的影响，结构简单，设计合理，具有实用性。
附图说明
图1是本实用新型的用于测界面换热系数的装置的结构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
如图1所示的，一种用于测界面换热系数的装置，包括工作台1，及设于所述工作台1上的加热炉2，及设于所述加热炉2一侧的试样对准轴套6，所述试样对准轴套6外侧套设有保温套5，所述保温套5通过螺栓13固定于所述工作台1上；第一试样3一端设于所述加热炉2内，另一端设于所述试样对准轴套6内用于与第二试样8相接触；所述加热炉2设有端盖4，所述端盖4上设有通孔，所述第一试样3中部设有环形凹槽，所述环形凹槽与通孔相配合。
还包括一用以驱动所述第二试样8沿所述试样对准轴套6轴向运动的驱动装置。
所述驱动装置包括L型推杆11、设于所述工作台1上的导向轴套10、导轨12、设于所述导轨12上的滑块15、带动所述滑块15运动的丝杠14、驱动所述丝杠14的电机16，所述L型推杆11的水平段设于导向轴套10内，所述L型推杆11的竖直段固定于所述滑块15上，所述导向轴套10与试样对准轴套6同轴心。
所述第一试样3和第二试样8相接触处设有热电偶7，所述热电偶7通过信号采集装置17连接于计算机19上，所述L型推杆11与第二试样8相接触处设有压力传感器9，所述压力传感器9通过测压仪18连接于计算机19上。
其工作原理是：本实用新型用于测量两金属固体接触时的界面换热系数，并研究不同工艺参数(如接触温度、接触压力、接触表面粗糙等)对界面换热系数的影响。实验时将不锈钢材质的第一试样3固定在加热炉中 间，不锈钢材质的第一试样3的两端面直径为20mm，总长度为200mm，试验中间段的直径为16mm，长度为20mm，以保证端盖4能够将其固定，不会在压力作用下轴向滑动。对第一试样3进行加热，加热炉2温度最高可达1200℃。第一试样3与铜制的第二试样8(直径为20，长度为200mm)均置于试样对准轴套6内，试样对准轴套6用螺栓13固定在工作台1上。将热电偶7分别插入两试样的盲孔中，通过信号采集装置17实时显示测温点的温度。待第一试样3加热至目标温度后，启动步进电机16，使丝杠14旋转带动滑块15在导轨12上水平移动，L型推杆11通过导向轴套10水平向前移动，并给第二试样8施加轴向压力，使第二试样8与第一试样3相接触，利用压力传感器9和测压仪18对所加压力进行实时监测和控制。两试样接触一段时间后得到测温点的温度变化曲线，通过数值计算能够算得所求的接触界面换热系数。通过改变压力、接触温度以及试样接触表面粗糙度即可研究不同参数对界面换热系数的影响规律。
当然，以上仅是本实用新型的具体应用范例，对本实用新型的保护范围不构成任何限制。除上述实施例外，本实用新型还可以有其它实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型所要求保护的范围之内。
Claims (5)
1.一种用于测界面换热系数的装置，其特征在于：包括工作台，及设于所述工作台上的加热炉，及设于所述加热炉一侧的试样对准轴套，第一试样一端设于所述加热炉内，另一端设于所述试样对准轴套内用于与第二试样相接触；还包括一用以驱动所述第二试样沿所述试样对准轴套轴向运动的驱动装置，所述驱动装置包括L型推杆、设于所述工作台上的导向轴套、导轨、设于所述导轨上的滑块、带动所述滑块运动的丝杠、驱动所述丝杠的电机，所述L型推杆的水平段设于导向轴套内，所述L型推杆的竖直段固定于所述滑块上，所述导向轴套与试样对准轴套同轴心。
2.根据权利要求1所述的用于测界面换热系数的装置，其特征在于：所述加热炉设有端盖，所述端盖上设有通孔，所述第一试样中部设有环形凹槽，所述环形凹槽与通孔相配合。
3.根据权利要求1所述的用于测界面换热系数的装置，其特征在于：所述试样对准轴套外侧套设有保温套。
4.根据权利要求3所述的用于测界面换热系数的装置，其特征在于：所述第一试样和第二试样相接触处设有热电偶，所述热电偶通过信号采集装置连接于计算机上，所述L型推杆与第二试样相接触处设有压力传感器，所述压力传感器通过测压仪连接于计算机上。
5.根据权利要求3所述的用于测界面换热系数的装置，其特征在于：所述保温套通过螺栓固定于所述工作台上。
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|---|---|---|---|---|
| CN105081256A (zh) * | 2015-08-31 | 2015-11-25 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种测量薄带连铸界面热流/换热系数的装置和测量方法 |
| CN109856183A (zh) * | 2019-03-25 | 2019-06-07 | 上海工程技术大学 | 一种金属型差压铸造固液界面换热系数的测定方法及装置 |
| CN113406139A (zh) * | 2021-06-10 | 2021-09-17 | 上海交通大学 | 塑性成形中坯料与模具界面的接触传热系数测量方法 |
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- 2014-10-11 CN CN201420587270.2U patent/CN204086188U/zh not_active Expired - Fee Related
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