CN207503505U - 一种用于高等教育教学使用的微型热平衡试验台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于高等教育教学使用的微型热平衡试验台，储水箱通过进水球阀和进水管道连接，进水管道沿进水方向依次和进水温度计、进水流量表、燃烧器连接，燃烧器一端和烟气分析仪连接，燃烧器另一端沿回水方向依次连接回水温度计、回水流量表、散热器，散热器设置为两块哑铃型散热片和弧形散热片交错排布连接而成的环形腔体，散热器的下方设置有散热风机，散热风机的顶部安装扇片，散热器通过回水球阀连接回水管道，回水管道和储水箱连接。学生能够直观、快速的掌握热平衡定律，提高了课程的实践属性，有利于开展扩展教学活动；具有体积小、造价低、维护简单等特点，适合大量推广使用。

Description

一种用于高等教育教学使用的微型热平衡试验台

技术领域

本实用新型属于教育教学设备技术领域，具体涉及一种用于高等教育教学使用的微型热平衡试验台。

背景技术

热平衡定律是热力学中的一个基本实验定律，在现实生活中的应用十分广泛和重要。锅炉热平衡实验是判断锅炉设计和运行情况，提高锅炉经济性有效的途径，查明影响锅炉效率的主要因素，作为改进锅炉的依据。学生可以到电厂做实验，但是由于涉及到安全问题和电厂正常运行的限制，电厂不一定提供实验条件和机会。另一方面，目前市面上没有微型热平衡试验台用于本科《热工学》教学，现有的科研用热平衡试验台均为大体积、大功率设备，造价昂贵、使用不便。教师在授课时只是讲锅炉热平衡实验原理，而没有办法让学生亲手做实验，学生没有这方面的感性认识，学生学习效果不好。因此，如何研发一种用于高等教育教学使用的微型热平衡试验台，具有重要的现实意义。

实用新型内容

针对现有技术中没有专门设计热平衡试验台的现状，本实用新型的目的在于提供一种用于高等教育教学使用的微型热平衡试验台。

本实用新型采取的技术方案为：

一种用于高等教育教学使用的微型热平衡试验台，包括储水箱、燃烧器、烟气分析仪和散热器，所述储水箱通过进水球阀和进水管道连接，进水管道沿进水方向依次和进水温度计、进水流量表、燃烧器连接，燃烧器一端和烟气分析仪连接，燃烧器另一端沿回水方向依次连接回水温度计、回水流量表、散热器，散热器设置为两块哑铃型散热片和弧形散热片交错排布连接而成的环形腔体，散热器的下方设置有散热风机，散热风机的顶部安装扇片，散热器通过回水球阀连接回水管道，回水管道和储水箱连接。

进一步的，所述哑铃型散热片的中部设置为“U”形散热翅片沿水平循环排布而成的结构，哑铃型散热片的两端设置为“V”形散热翅片向两侧扩散弯曲为扇形结构。“U”形散热翅片的特殊结构，其远离散热器的中心轴且靠近外周缘，沿着散热器的外周缘均匀分布，散热面积较大；“V”形散热翅片的分散形结构排布方式，使其散热时热量通过“V”形散热翅片快速传递，传递过程中“V”形散热翅片将热量快速散失在空气中，散热效率高。

进一步的，所述弧形散热片呈鳞片形等间距排布设置。弧形散热片自身的弧形结构使热量的传递方向沿弧度向外扩散，降低了热量在散热器内汇聚停留的时间，使散热器内的热量沿着多方向向外快速扩散，散热性好。

进一步的，所述哑铃型散热片和弧形散热片上均布散热孔。

散热片有利于将热量沿着相邻散热片之间的空隙散发，散热孔有利于将热量沿着垂直于散热片的方向扩散，提高了散热的效率。

进一步的，所述储水箱内设置有过滤网，过滤网设置为圆环凹槽和圆环凸起呈同心等间距交错排布而成的结构。

进一步的，所述环形凹槽上设置有锥形滤孔，环形凸起上设置有圆形滤孔。

由于环形凹槽和环形凸起交错排布，环形凸起上的圆形滤孔起到初步过滤作用，环形凸起的自身结构，使其对液体具有导流的作用，使液体流动到环形凹槽中，通过环形凹槽上的锥形滤孔进一步过滤，过滤效果好。过滤网设置为可拆卸式结构，便于及时拆卸、清理，保持了储水箱的清洁。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型中的微型热平衡试验台结构简单，新颖，通过计算燃油热值、测试循环水各点温度、测试排烟温度及成分、测试各处外表面温度等，寻找合适的闭环进行热平衡计算，得到燃烧放热、循环水热量利用、热损失之间的平衡关系。学生通过简单操作、系统计算，能够直观、快速的掌握热平衡定律，并能够通过热平衡定律的实验，扩展至对燃烧器、换热器、供油、电控、循环水等工业常见设备或系统的认识，提高了课程的实践属性，实现了良好的授课效果。该实验台可结合节能监测领域各项监测标准，开展扩展教学活动；本实验台具有体积小、造价低、维护简单等特点，适合大量推广使用。实验台另外还设计有过热保护功能，保证了实验过程的安全性。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型中散热器的结构示意图。

其中，1、储水箱；2、进水管道；3、进水温度计；4、进水流量表；5、燃烧器；6、烟气分析仪；7、回水温度计；8、回水流量表；9、散热器；10、回水管道；11、弧形散热片；12、“V”形散热翅片；13、“U”形散热翅片。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本实用新型。

如图1和图2所示，一种用于高等教育教学使用的微型热平衡试验台，包括储水箱1、燃烧器5、烟气分析仪6和散热器9，所述储水箱1通过进水球阀和进水管道2连接，进水管道2沿进水方向依次和进水温度计3、进水流量表4、燃烧器5连接，燃烧器5一端和烟气分析仪6连接，燃烧器5另一端沿回水方向依次连接回水温度计7、回水流量表8、散热器9，散热器9设置为两块哑铃型散热片和弧形散热片11交错排布连接而成的环形腔体，散热器9的特殊结构，使热量在散热器9内的散热面积增大，提高散热效率，散热器9的下方设置有散热风机，散热风机的顶部安装扇片，扇片在散热风机的带动下，对散热器9的热量分散起到辅助作用，散热器9通过回水球阀连接回水管道10，回水管道10和储水箱1连接。

具体试验过程为：开启进水球阀，储水箱1内的水流经进水管道2依次进入进水温度计3进行温度检测，通过进水流量表4调节进水球阀的启闭程度，调整好温度和流量的水进入燃烧器5，在燃烧器5内进行热量交换，通过烟气分析仪6检测燃烧器5内的烟气成分，吸收燃烧器5内的热量，开启回水球阀，吸收热量的水流经回水管道10依次进入回水温度计7，测量水的温度，经过回水流量表8调节回水球阀的启闭程度，控制回水流量，回水管道10内的水流以一定的流量回流到储水箱1内，使整个实验过程达到循环状态。

完成了小型综合热平衡试验台的研制和开发，使用小型燃烧器5、小型换热器作为试验台核心，搭建供油系统、循环水系统、电控系统等，布置各部分温度测试点、流量测试点、气体成分测试点等。燃烧器5的一端连接烟气分析仪6，通过计算燃油热值、测试循环水各点温度、测试排烟温度及成分、测试各处外表面温度等，寻找合适的闭环进行热平衡计算，得到燃烧放热、循环水热量利用、热损失之间的平衡关系。

实施例2

在实施例1的基础上，不同于实施例1，如图2所述，哑铃型散热片的中部设置为“U”形散热翅片13沿水平循环排布而成的结构，哑铃型散热片的两端设置为“V”形散热翅片12向两侧扩散弯曲为扇形结构。“U”形散热翅片13的特殊结构，其远离散热器9的中心轴且靠近外周缘，沿着散热器9的外周缘均匀分布，散热面积较大；“V”形散热翅片12的分散形结构排布方式，使其散热时热量通过“V”形散热翅片12快速传递，传递过程中“V”形散热翅片12将热量快速散失在空气中，散热效率高。

弧形散热片11呈鳞片形等间距排布设置。弧形散热片11自身的弧形结构使热量的传递方向沿弧度向外扩散，降低了热量在散热器9内汇聚停留的时间，使散热器9内的热量沿着多方向向外快速扩散，散热性好。

哑铃型散热片和弧形散热片11上均布散热孔。散热片有利于将热量沿着相邻散热片之间的空隙散发，散热孔有利于将热量沿着垂直于散热片的方向扩散，提高了散热的效率。

实施例3

在实施例1的基础上，不同于实施例1，储水箱1内设置有过滤网，过滤网设置为圆环凹槽和圆环凸起呈同心等间距交错排布而成的结构。

环形凹槽上设置有锥形滤孔，环形凸起上设置有圆形滤孔。

由于环形凹槽和环形凸起交错排布，环形凸起上的圆形滤孔起到初步过滤作用，环形凸起的自身结构，使其对液体具有导流的作用，使液体流动到环形凹槽中，通过环形凹槽上的锥形滤孔进一步过滤，过滤效果好。过滤网设置为可拆卸式结构，便于及时拆卸、清理，保持了储水箱1的清洁。

以上所述并非是对本实用新型的限制，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型实质范围的前提下，还可以做出若干变化、改型、添加或替换，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于高等教育教学使用的微型热平衡试验台，其特征在于，包括储水箱、燃烧器、烟气分析仪和散热器，所述储水箱通过进水球阀和进水管道连接，进水管道沿进水方向依次和进水温度计、进水流量表、燃烧器连接，燃烧器一端和烟气分析仪连接，燃烧器另一端沿回水方向依次连接回水温度计、回水流量表、散热器，散热器设置为两块哑铃型散热片和弧形散热片交错排布连接而成的环形腔体，散热器的下方设置有散热风机，散热风机的顶部安装扇片，散热器通过回水球阀连接回水管道，回水管道和储水箱连接。

2.根据权利要求1所述一种用于高等教育教学使用的微型热平衡试验台，其特征在于，所述哑铃型散热片的中部设置为“U”形散热翅片沿水平循环排布而成的结构，哑铃型散热片的两端设置为“V”形散热翅片向两侧扩散弯曲为扇形结构。

3.根据权利要求1所述一种用于高等教育教学使用的微型热平衡试验台，其特征在于，所述弧形散热片呈鳞片形等间距排布设置。

4.根据权利要求1所述一种用于高等教育教学使用的微型热平衡试验台，其特征在于，所述哑铃型散热片和弧形散热片上均布散热孔。

5.根据权利要求1所述一种用于高等教育教学使用的微型热平衡试验台，其特征在于，所述储水箱内设置有过滤网，过滤网设置为圆环凹槽和圆环凸起呈同心等间距交错排布而成的结构。

6.根据权利要求5所述一种用于高等教育教学使用的微型热平衡试验台，其特征在于，所述环形凹槽上设置有锥形滤孔，环形凸起上设置有圆形滤孔。