一种液固两相脉动流换热特性实验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种液固两相脉动流换热特性实验装置。本实用新型专利技术储液桶浸入管侧流体恒温水浴，储液桶出液口通过设置蠕动泵和热电偶一的管路连接毛细不锈钢管入口，毛细不锈钢管整体穿过石英玻璃管，毛细不锈钢管出口通过设置热电偶二、流量计一和循环水泵的管路连接储液桶回液口；石英玻璃管出液口通过设置壳侧流体恒温水浴、离心泵和流量计二的管路连接石英玻璃管回液口，石英玻璃管出液口安装热电偶四，石英玻璃管回液口安装热电偶三；毛细不锈钢管位于石英玻璃管内的进液侧和出液侧分别连接差压变送器，差压变送器连接变频器，热电偶一、热电偶二、电偶三、热电偶四、流量计一、流量计二和差压变送器通过数据采集板上传至计算机，计算机控制变频器。本实用新型专利技术通过调整蠕动泵的输出频率，可以模拟不同脉动工况情形，扩大了实验装置的实验范围。

Experimental device for heat exchange characteristics of liquid-solid two-phase pulsating flow

The utility model discloses an experimental device for the heat exchange characteristics of liquid-solid two-phase pulsating flow. The utility model has the advantages of a liquid storage barrel immersed tube side fluid constant temperature water bath liquid storage barrel outlet by setting a peristaltic pump and a pipeline connecting the thermocouple stainless steel capillary tube entrance, through the whole quartz glass tube of stainless steel pipe, stainless steel pipe outlet capillary by setting the thermocouple two, flow meter and a circulating pump is connected with the liquid storing the barrel liquid return port; quartz glass tube liquid outlet pipe arranged through the shell side fluid thermostatic water bath, centrifugal pump and flowmeter two connected quartz glass tube liquid return port, quartz glass tube liquid outlet installation thermocouple four, quartz glass tube liquid return port installation thermocouple three; located in the quartz glass pipe and the liquid inlet side the liquid side stainless steel capillary tube are respectively connected with the differential pressure transmitter, differential pressure transmitter connected inverter, a thermocouple, thermocouple two, three, four, galvanic thermocouple, a flowmeter flowmeter two And the differential pressure transmitter is uploaded to the computer through the data acquisition board, and the computer controls the frequency converter. By adjusting the output frequency of the peristaltic pump, the utility model can simulate different pulsating working conditions, and enlarges the experimental range of the experimental device.

【技术实现步骤摘要】
一种液固两相脉动流换热特性实验装置
本技术涉及液固两相流
，尤其是涉及一种研究液固两相脉动流换热特性的实验装置。
技术介绍
脉动流在某些特殊的领域(例如生物医学中的血液流动)具有极其重要的研究价值，以前的学者为了简化研究过程，都是将其视为单相流体的流动。但由于血液中含有的红细胞、白细胞、血小板等微粒，很显然其流态为液固两相流。液固两相流是工业生产中一种重要的流态，但由于其数学描述方程十分复杂，因此很多研究者都是借助实验装置提出经验或半经验公式。特别是近年来进行的纳米流体的研究，极大的丰富了液固两相流的研究内容。但是目前对于液固两相脉动流的研究，特别是微米级固体粒子的两相脉动流动换热的实验研究及实验装置都较少。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本技术提出一种液固两相脉动流换热特性实验装置。本技术采用下述技术方案实现：一种液固两相脉动流换热特性实验装置，包括管侧流体恒温水浴、壳侧流体恒温水浴、储液桶、搅拌器、蠕动泵、石英玻璃管、毛细不锈钢管、循环水泵、离心泵、变频器、差压变送器、数据采集板和计算机；储液桶浸入管侧流体恒温水浴，储液桶出液口通过设置蠕动泵和热电偶一的管路连接毛细不锈钢管入口，毛细不锈钢管整体穿过石英玻璃管，毛细不锈钢管出口通过设置热电偶二、流量计一和循环水泵的管路连接储液桶回液口；石英玻璃管出液口通过设置壳侧流体恒温水浴、离心泵和流量计二的管路连接石英玻璃管回液口，石英玻璃管出液口安装热电偶四，石英玻璃管回液口安装热电偶三；毛细不锈钢管位于石英玻璃管内的进液侧和出液侧分别连接差压变送器，差压变送器连接变频器，热电偶一、热电偶二、电偶三、热电偶四、流量计一、流量计二和差压变送器通过数据采集板上传至计算机，计算机控制变频器。所述一种液固两相脉动流换热特性实验装置储液桶内设置搅拌器实现液、固两相工质的充分混合。所述一种液固两相脉动流换热特性实验装置，所述石英玻璃管两端通过氯丁橡胶塞密封固定。所述一种液固两相脉动流换热特性实验装置，毛细不锈钢管入口处为渐缩结构，毛细不锈钢管出口处为渐扩结构。所述一种液固两相脉动流换热特性实验装置，壳侧流体恒温水浴为实验段中管侧流体的换热提供外部环境，其循环水路装有离心泵和变频器。本技术的有益效果是：1、本技术一种液固两相脉动流换热特性实验装置，由于储液桶内搅拌器的搅拌作用，使得进入蠕动泵的液固两相流充分混合。2、本技术一种液固两相脉动流换热特性实验装置，通过调整蠕动泵的输出频率，可以模拟不同脉动工况情形，扩大了实验装置的实验范围。3、本技术一种液固两相脉动流换热特性实验装置，实验段主体为透明结构，可以随时观测壳体流体的流动状况，实现实验过程的可视化。4、本技术一种液固两相脉动流换热特性实验装置，实验段主体毛细不锈钢管的入口处为渐缩结构，能提高工质的流速，增强流体的换热；其出口处为渐扩结构，形成涡流，从而流体充分混合，测得的温度接近流体截面平均温度。5、本技术一种液固两相脉动流换热特性实验装置，根据工质侧的换热要求，可调整循环水侧的变频器，进而改变循环水侧的离心泵转速，实现循环水的流量调节。附图说明图1：本技术实施例所述的一种液固两相脉动流换热特性实验装置系统原理图。图中：1为管侧流体恒温水浴，2壳侧流体恒温水浴，3为储液桶，4为搅拌器，5为蠕动泵，6为石英玻璃管，7为毛细不锈钢管，8为循环水泵，9为离心泵，10为变频器，11为差压变送器，12为流量计，13为热电偶，14为数据采集板，15为计算机。具体实施方式下面结合实施例及附图对本技术作进一步详细的描述，但本技术的实施方式不限于此。如图1所示，本实施例包括两个恒温水浴(管侧流体恒温水浴1和壳侧流体恒温水浴2)、储液桶3、搅拌器4、蠕动泵5、实验段主体(石英玻璃管6和毛细不锈钢管7)、循环水泵8、离心泵9、变频器10、差压变送器11、流量计一12-1、流量计二12-2、热电偶一13-1、热电偶二13-2、电偶三13-3、热电偶四13-4、数据采集板14、计算机15等。储液桶浸入管侧流体恒温水浴，储液桶出液口通过设置蠕动泵和热电偶一的管路连接毛细不锈钢管入口，毛细不锈钢管整体穿过石英玻璃管，毛细不锈钢管出口通过设置热电偶二、流量计一和循环水泵的管路连接储液桶回液口；石英玻璃管出液口通过设置壳侧流体恒温水浴、离心泵和流量计二的管路连接石英玻璃管回液口，石英玻璃管出液口安装热电偶四，石英玻璃管回液口安装热电偶三；毛细不锈钢管位于石英玻璃管内的进液侧和出液侧分别连接差压变送器，差压变送器连接变频器，热电偶一、热电偶二、电偶三、热电偶四、流量计一、流量计二和差压变送器通过数据采集板上传至计算机，计算机控制变频器。储液桶3浸放于管侧流体恒温水浴1，其出口端连接蠕动泵5；随后形成脉动流的工质进入实验段主体；壳侧流体恒温水浴2为实验段中管侧流体的换热提供外部环境，其循环水路装有离心泵9和变频器10；换热后的工质通过循环水泵8返回储液桶3；差压变送器11、流量计12、热电偶13等信号通过数据采集板14连接于计算机15，计算机15可根据需要调控变频器10。液固流体在搅拌器4的作用下，实现液、固两相工质的充分混合，并与管侧流体恒温水浴1换热达到预设温度后，流入蠕动泵5；根据实验要求，调整蠕动泵5输出功率，使液固两相流体形成稳定的脉动流；实验段主体毛细不锈钢管7的入口处为渐缩结构，能提高工质的流速，增强流体的换热，其出口处为渐扩结构，形成涡流，从而流体充分混合，测得的温度接近流体截面平均温度；工质流出实验段后，在循环水泵8的作用下返回到储液桶3，完成工质侧的闭环循环；实验段主体部分的换热是通过安装在壳侧流体恒温水浴2提供外部环境实现的，并且其循环水路装有离心泵9和变频器10，计算机15控制变频器10；根据工质侧对换热环境的要求，可调整循环水路的变频器10，进而改变循环水路的离心泵9转速，实现循环水的流量调节；另外，在实验段主体部分的工质侧入口和出口分别设置热电偶一和热电偶二、循环水侧入口和出口分别设置热电偶三和热电偶四，差压变送器11分别连接工质侧入口和出口，工质出口与循环水泵之间设置流量计一，离心泵与循环水入口之间设置流量计二，热电偶一、热电偶二、电偶三、热电偶四、流量计一、流量计二和差压变送器通过数据采集板14上传至计算机15，实现实验过程的实时监控与调整。以上实施方式仅用以说明本技术而并非局限于本技术所描述的技术方案，但本技术不局限于上述具体实施方式，任何对本技术进行修改或等同替换，而与本技术的基本原理相似的设备及方案，均在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液固两相脉动流换热特性实验装置，其特征是，包括管侧流体恒温水浴、壳侧流体恒温水浴、储液桶、搅拌器、蠕动泵、石英玻璃管、毛细不锈钢管、循环水泵、离心泵、变频器、差压变送器、数据采集板和计算机；储液桶浸入管侧流体恒温水浴，储液桶出液口通过设置蠕动泵和热电偶一的管路连接毛细不锈钢管入口，毛细不锈钢管整体穿过石英玻璃管，毛细不锈钢管出口通过设置热电偶二、流量计一和循环水泵的管路连接储液桶回液口；石英玻璃管出液口通过设置壳侧流体恒温水浴、离心泵和流量计二的管路连接石英玻璃管回液口，石英玻璃管出液口安装热电偶四，石英玻璃管回液口安装热电偶三；毛细不锈钢管位于石英玻璃管内的进液侧和出液侧分别连接差压变送器，差压变送器连接变频器，热电偶一、热电偶二、电偶三、热电偶四、流量计一、流量计二和差压变送器通过数据采集板上传至计算机，计算机控制变频器。

【技术特征摘要】
1.一种液固两相脉动流换热特性实验装置，其特征是，包括管侧流体恒温水浴、壳侧流体恒温水浴、储液桶、搅拌器、蠕动泵、石英玻璃管、毛细不锈钢管、循环水泵、离心泵、变频器、差压变送器、数据采集板和计算机；储液桶浸入管侧流体恒温水浴，储液桶出液口通过设置蠕动泵和热电偶一的管路连接毛细不锈钢管入口，毛细不锈钢管整体穿过石英玻璃管，毛细不锈钢管出口通过设置热电偶二、流量计一和循环水泵的管路连接储液桶回液口；石英玻璃管出液口通过设置壳侧流体恒温水浴、离心泵和流量计二的管路连接石英玻璃管回液口，石英玻璃管出液口安装热电偶四，石英玻璃管回液口安装热电偶三；毛细不锈钢管位于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张艳，解海卫，张晶，邓尚洵，
申请(专利权)人：天津商业大学，
类型：新型
国别省市：天津,12