CN213960346U - 一种适用于喷雾冷却传热研究的加热台 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种适用于喷雾冷却传热研究的加热台，包括加热壁面、储液槽和电加热箱；所述电加热箱为内部中空的箱体结构，电加热箱的顶壁内镶嵌有多根电加热棒；加热壁面嵌在储液槽的中部，储液槽固定在电加热箱的顶部，且加热壁面完全覆盖电加热箱的顶部；加热壁面内安装有多个热电偶；加热壁面、储液槽和电加热箱的顶壁采用导热材料制成。该加热台用于测量加热壁面换热过程中的温度分布和热流密度值，以了解喷雾冷却强化传热规律，进而获得喷雾在加热壁面上的传热特性与电加热箱功耗的内在联系，也就是获得空冷机组的功耗与冷凝器冷却效果之间的联系。

Description

一种适用于喷雾冷却传热研究的加热台

技术领域

本实用新型涉及喷雾冷却强化传热技术领域，具体为一种适用于喷雾冷却传热研究的加热台。

背景技术

在夏季高温时节，由于空冷机组冷凝器的冷凝温度和压力过高，使得空冷机组的性能降低并且产生过高的能耗，严重时会发生停机和启动困难等现象。为了解决这一问题，可在冷凝器上安装喷雾装置，液滴在空气中蒸发吸收大量汽化潜热，以此来降低空冷机组冷凝器所处局部热环境的温度。与此同时，会有大量未完全蒸发的液滴撞击并粘附到换热器表面，液滴在换热器表面蒸发，可以强化换热器表面的传热过程，因此采用喷雾冷却能够有效解决空冷机组的散热问题。

为了研究喷雾冷却的传热规律，本申请提出一种用于实验研究的加热台，通过搭建以水为工质的喷雾冷却传热研究的加热台，以期获得喷雾冷却传热特性与电加热箱功耗的内在联系，这对于指导喷雾系统的设计及调控，实现喷雾冷却的高效运行具有重要的意义。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型拟解决的技术问题是，提供一种适用于喷雾冷却传热研究的加热台。

本实用新型解决所述技术问题采用的技术方案是：

一种适用于喷雾冷却传热研究的加热台，其特征在于，该加热台包括加热壁面、储液槽和电加热箱；所述电加热箱为内部中空的箱体结构，电加热箱的顶壁内镶嵌有多根电加热棒；加热壁面嵌在储液槽的中部，储液槽固定在电加热箱的顶部，且加热壁面完全覆盖电加热箱的顶部；加热壁面内安装有多个热电偶；加热壁面、储液槽和电加热箱的顶壁采用导热材料制成。

所述加热壁面的四周边缘为梯形坡面，加热壁面沿高度方向设有多组测温孔，每组测温孔包含沿加热壁面长度或宽度方向设置的多个测温孔，每个测温孔内安装有热电偶。

所述加热壁面沿高度方向，在距离上表面2mm和4mm位置开设两组测温孔，每组测温孔沿加热壁面的长度方向设置四个直径为1毫米的测温孔，测温孔延伸至加热壁面的中部区域；安装热电偶时，使热电偶的检测端位于加热壁面的中部区域。

所述储液槽的一侧开设排液孔，排液孔底部连接有排液管。

所述电加热箱的顶壁沿长度或宽度方向设有多个通孔，通孔中心与电加热箱上表面的间距为15mm，每个通孔内安装有电加热棒。

所述电加热箱顶壁的底部设有保温层，保温层由厚度为50mm的绝热保温棉制成；绝热保温棉的底部设有厚度为20mm的支撑板。

所述储液槽、加热壁面和电加热箱的顶壁均用纯铜制成。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型为一种适用于喷雾冷却传热研究的加热台，用于测量加热壁面换热过程中的温度分布和热流密度值，以了解喷雾冷却强化传热规律，进而获得喷雾在加热壁面上的传热特性与电加热箱功耗的内在联系，也就是获得空冷机组的功耗与冷凝器冷却效果之间的联系；加热台的结构简单，操作方便。

2.本实用新型的加热壁面为梯形坡面，方便收集实验过程中的冷却液。

3.电加热箱的底部设有保温层，防止电加热棒产生的热量向外散失，减少能耗。电加热棒从加热壁面的底部加热，使得热量在加热壁面的纵向上传递，保证了热流密度向上传递的单一性，而冷却喷雾作用在加热壁面的顶部，使热量沿加热壁面的纵向上变化，保证了实验过程监测热流密度的精准性。

4.储液槽能够收集冷却液，避免由于喷雾过程中液膜的大量堆积而对换热效果产生不利影响，通过排液管能够及时将实验后的液体排出。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的加热壁面的主视图；

图3为本实用新型的加热壁面的左视图；

图4为本实用新型的电加热箱的纵向剖视图；

图5为本实用新型的电加热棒在电加热箱内的分布示意图；

图中：1.加热壁面；2.储液槽；3.电加热箱；101.测温孔；201.排液孔；202.排液管；301.接线孔；302.电加热棒；303.保温层；304.支撑板。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本实用新型的技术方案进行进行清楚、完整地描述，并不用于限定本申请的保护范围。

本实用新型为一种适用于喷雾冷却传热研究的加热台(简称加热台，参见图1-5)，包括加热壁面1、储液槽2和电加热箱3；

所述电加热箱3为内部中空的箱体结构，电加热箱3的顶壁内镶嵌有多根电加热棒302，用于对加热壁面1进行加热；储液槽2的中部镂空，加热壁面1嵌在储液槽2的镂空区域内；储液槽2固定在电加热箱3的顶部，加热壁面1完全覆盖电加热箱3的顶部；加热壁面1内安装有多个用于测量温度的热电偶。

所述加热壁面1的四周边缘为梯形坡面，使加热壁面1从上表面向下表面渐扩，便于实验过程中冷却液直接从加热壁面1流入储液槽2内；加热壁面1沿高度方向设有多组测温孔，每组测温孔包含沿加热壁面1长度或宽度方向设置的多个测温孔101，每个测温孔101内安装有热电偶。本实施例的加热壁面1沿高度方向，在距离上表面2mm和4mm位置开设两组测温孔，每组测温孔沿加热壁面1的长度方向设置四个直径为1毫米的测温孔101，测温孔101延伸至加热壁面1的中部区域，使热电偶的检测端位于加热壁面1的中部区域附近，由于喷洒喷雾时，大多数喷雾作用在加热壁面1的中部区域，保证热电偶的检测端测量的温度更加准确；通过纵向不同高度的热电偶测量加热壁面1不同纵向高度位置处的温度，实现温度在纵向上的分布检测，同一组中的多个测温孔能够测量加热壁面在水平面上的温度分布，通过软件拟合能够获得加热壁面1的温度分布图和热流密度值，进而研究喷雾冷却的传热特性。

所述储液槽2、加热壁面1和电加热箱3的顶壁均采用纯铜制成，保证了传热过程中导热系数的一致性。加热壁面也可以采用圆台型等结构，加热壁面的圆台侧壁与储液槽的镂空部分密封结合，使加热壁面与储液槽之间形成使加热壁面1从上表面向下表面渐扩的台阶形状。

所述储液槽2的一侧开设排液孔201，排液孔201底部连接排液管202，实验过程中液体可以及时从排液孔201流出，经过排液管202进行回收。

所述电加热箱3的顶壁沿长度或宽度方向设有多个通孔(本实施例为4个)，通孔中心与电加热箱3上表面的间距为15mm，每个通孔内安装有电加热棒302，电加热棒302从加热壁面1的底部对加热壁面1进行加热，保证热量沿加热壁面1上纵向传递；电加热箱3顶壁的底部设有保温层303，保温层303由厚度为50mm的绝热保温棉制成，防止了实验过程中电加热棒302产生的热量向周围环境散失；绝热保温棉的底部设有厚度为20mm的支撑板304，对绝热保温棉进行固定；支撑板304采用聚乙烯塑料制成；电加热箱3的下部设有接线孔301，电加热棒302的导线从穿透支撑板304，从接线孔301中穿出，与外部电源连接。

所述加热棒为DH电阻加热棒，热电偶为K型热电偶。

本实用新型的工作流程和工作原理是：

首先电加热棒302通电，对加热壁面1进行加热；待加热壁面1的温度稳定在40～50°后，此时电加热棒302不断电，然后使用喷雾装置对着加热壁面1均匀喷射喷雾，各个热电偶测量加热壁面1不同位置处的温度，通过软件拟合能够获得加热壁面1的温度分布图和热流密度值，进而研究喷雾冷却的传热特性，为空冷机组的冷却散热提供理论基础，用于指导喷雾系统的设计和调控。

本实用新型未述及之处适用于现有技术。

Claims (7)

1.一种适用于喷雾冷却传热研究的加热台，其特征在于，该加热台包括加热壁面、储液槽和电加热箱；

所述电加热箱为内部中空的箱体结构，电加热箱的顶壁内镶嵌有多根电加热棒；加热壁面嵌在储液槽的中部，储液槽固定在电加热箱的顶部，且加热壁面完全覆盖电加热箱的顶部；加热壁面内安装有多个热电偶；加热壁面、储液槽和电加热箱的顶壁采用导热材料制成。

2.根据权利要求1所述的适用于喷雾冷却传热研究的加热台，其特征在于，所述加热壁面的四周边缘为梯形坡面，加热壁面沿高度方向设有多组测温孔，每组测温孔包含沿加热壁面长度或宽度方向设置的多个测温孔，每个测温孔内安装有热电偶。

3.根据权利要求2所述的适用于喷雾冷却传热研究的加热台，其特征在于，加热壁面沿高度方向，在距离上表面2mm和4mm位置开设两组测温孔，每组测温孔沿加热壁面的长度方向设置四个直径为1mm的测温孔，测温孔延伸至加热壁面的中部区域；安装热电偶时，使热电偶的检测端位于加热壁面的中部区域。

4.根据权利要求2所述的适用于喷雾冷却传热研究的加热台，其特征在于，储液槽的一侧开设排液孔，排液孔底部连接有排液管。

5.根据权利要求1所述的适用于喷雾冷却传热研究的加热台，其特征在于，所述电加热箱的顶壁沿长度或宽度方向设有多个通孔，通孔中心与电加热箱上表面的间距为15mm，每个通孔内安装有电加热棒。

6.根据权利要求1或5所述的适用于喷雾冷却传热研究的加热台，其特征在于，电加热箱顶壁的底部设有保温层，保温层由厚度为50mm的绝热保温棉制成；绝热保温棉的底部设有厚度为20mm的支撑板。

7.根据权利要求1所述的适用于喷雾冷却传热研究的加热台，其特征在于，所述储液槽、加热壁面和电加热箱的顶壁均用纯铜制成。

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