可调节安装位置的板式换热器内气液两相流的观测装置制造方法及图纸

技术编号:17302570 阅读:53 留言:0更新日期:2018-02-18 18:31
本发明专利技术公开了一种可调节安装位置的板式换热器内气液两相流的观测装置,包括可控温水箱、空气压缩机、气液混合阀、透明板式换热器、电动丝杠、步进电机、压力传感器、温度传感器、高速摄像机。可控温水箱里流出的液体与空气压缩机输出的气体经气液混合阀混合后一起流入透明板式换热器内,通过控制电动丝杠的升降和步进电机的转动实现透明板式换热器安装位置的调整;通过压力传感器和温度传感器检测透明板式换热器进出口的压力与温度;通过高速摄像机拍摄透明板式换热器内气液两相流的状态。本发明专利技术装置既可实现板式换热器安装位置的调整和板式换热器进出口温度压力的检测,也可实现板式换热器内气液两相流流动状态的观测。

An observation device for gas-liquid two phase flow in a plate heat exchanger with adjustable installation position

The invention discloses an observation device can adjust the installation position of the plate heat exchanger in gas-liquid two-phase flow, including temperature controlled water tank, air compressor, air liquid mixing valve, a transparent plate heat exchanger, electric screw, step motor, pressure sensor, temperature sensor, high speed camera. Temperature controlled tank outflow of liquid and air compressor output gas gas-liquid mixing valve after mixed into the transparent plate heat exchanger, rotate the mounting position of the transparent plate heat exchanger is adjusted by elevating and step control electric screw motor; the pressure sensor and the temperature sensor detects the transparent plate heat exchanger and the pressure of import and export temperature; by high speed camera of gas-liquid two-phase flow in the state of transparent plate heat exchanger. The device of the invention can not only adjust the installation position of the plate heat exchanger, but also detect the temperature and pressure of the inlet and outlet of the plate heat exchanger, and also realize the observation of the gas-liquid two-phase flow state in the plate heat exchanger.

【技术实现步骤摘要】
可调节安装位置的板式换热器内气液两相流的观测装置
本专利技术涉及一种可调节安装位置的板式换热器内气液两相流的观测装置,属于板式换热器研究的实验装置领域。
技术介绍
板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种高效换热设备,各种板片之间形成薄矩形通道,通过板片进行热量交换。它具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、应用广泛、使用寿命长等特点。板式换热器已广泛应用于冶金、矿山、石油、化工、空调、电力、医药、食品、化纤、造纸、轻纺、船舶、供热等众多行业,可用于加热、冷却、蒸发、冷凝、杀菌消毒、余热回收等各种情况。随着板式换热器的广泛使用,人们对它的换热性能有了更高的需求。影响板式换热器换热效率的因素很多,最主要的有以下几种:板式换热器板片结构、板式换热器内流体的对流换热特性、板式换热器内流体的流动状态、板式换热器的安装位置。近几年大部分学者主要针对前两种影响因素开展研究,对板式换热器内流体的对流换热特性有了更深的了解,并且开发出多种新型板片以及新型板式换热器,在一定范围内提高了板式换热器的换热效率。在板式换热器的使用过程中,板式换热器内流体因温度的不断变化容易发生气化或液化,呈现出气液两相流的状态,这种流体状态对板式换热器的换热特性有很大的影响,因此对板式换热器内流体的流动状态,尤其是气液两相流的观测与研究非常必要。此外,由于安装位置的限制,板式换热器常常会以各种姿态被安装,在重力作用下,板间流体的流动分布就会呈现出上气下液的状态,这种分布不均的状态严重影响板式换热器的换热效率,因此对不同安装位置下板式换热器内流体流动状态的研究非常必要。然而关于这两个因素的可视化研究很少,其重要原因在于缺少针对这些研究的可视化实验装置。这一问题的解决将为板式换热器换热性能的研究提供很大的便利。
技术实现思路
针对现有实验装置的不足,本专利技术提供了一种可调节安装位置的板式换热器内气液两相流的观测装置。本专利技术的目的是:提供一种既可调整板式换热器安装位置,也可实现板间气液两相流流动状态观测的实验研究装置,方便了板式换热器换热性能影响因素的研究。本专利技术涉及一种可调节安装位置的板式换热器内气液两相流的观测装置,包括:通气口、进液口、可控温水箱、支撑台架、出液开关、增压水泵、进液调速阀、进液管、流量计、空气压缩机、气体调速阀、进气管、气液混合阀、气液进流管、透明板式换热器滑动支撑杆、进口温度传感器、进口压力传感器、透明板式换热器、出口压力传感器、出口温度传感器、回流管、电动丝杠、透明板式换热器安装台、透明板式换热器安装台滑道、透明板式换热器安装台右连接架、步进电机安装平台、透明板式换热器安装台转动架、联轴器、步进电机、透明板式换热器安装台左连接轴、透明板式换热器安装台左连接架、透明板式换热器左转动销、透明板式换热器左转动销孔、透明板式换热器左连接架、透明板式换热器进口、透明板式换热器出口、透明板式换热器右转动销、透明板式换热器右转动销孔、左紧固螺钉、右紧固螺钉、电动丝杠左安装孔、电动丝杠右安装孔、透明板式换热器支撑台右连接轴、高速摄像机、背景光源、图像采集装置、电动丝杠控制器、步进电机控制器、信号采集仪、计算机、接近式位置传感器。所述通气口和所述进液口分布于所述可控温水箱的顶部,所述可控温水箱安装在所述支撑台架的上方,所述可控温水箱的下方与所述出液开关相连。所述增压水泵通过所述进液管与所述出液开关和所述进液调速阀相连,所述进液调速阀通过所述进液管与所述流量计相连,所述流量计通过所述进液管与所述气液混合阀相连;所述空气压缩机通过所述进气管与所述气体调速阀相连,所述气体调速阀通过所述进气管与所述气液混合阀相连;所述进液调速阀、所述流量计和所述气液混合阀安装在所述支撑台架上;所述气液混合阀通过所述气液进流管与所述透明板式换热器相连;所述透明板式换热器出口通过所述回流管与所述可控温水箱相连。所述进口温度传感器安装在所述气液混合阀与所述进口压力传感器之间的所述气液进流管上,所述进口压力传感器安装在所述透明板式换热器进口处,所述出口压力传感器安装在所述透明板式换热器出口处,所述出口温度传感器安装在所述进口压力传感器与所述可控温水箱之间的所述回流管上。所述透明板式换热器滑动支撑杆的下端置于所述透明板式换热器安装台滑道内,所述透明板式换热器滑动支撑杆的上端通过所述透明板式换热器左转动销和所述透明板式换热器左转动销孔与所述透明板式换热器左连接架相连,所述透明板式换热器左连接架与所述透明板式换热器的左端相连,所述电动丝杠的下端通过所述左紧固螺钉、所述右紧固螺钉、所述电动丝杠左安装孔和所述电动丝杠右安装孔与所述透明板式换热器安装台相连,所述电动丝杠的上端通过所述透明板式换热器右转动销和所述透明板式换热器右转动销孔与所述透明板式换热器的右端相连;所述接近式位置传感器安装于所述电动丝杠与所述透明板式换热器安装台相连的位置。所述透明板式换热器安装台通过所述透明板式换热器安装台左连接架、所述透明板式换热器安装台左连接轴、所述透明板式换热器安装台右连接架以及所述透明板式换热器支撑台右连接轴与所述步进电机安装平台相连,所述步进电机安装于所述步进电机安装平台上,所述透明板式换热器安装台转动架通过所述联轴器与所述步进电机相连,所述透明板式换热器安装台通过所述透明板式换热器安装台转动架和所述联轴器与所述步进电机相连,所述步进电机安装平台安装于所述支撑台架;所述高速摄像机放置在所述透明板式换热器的一侧,所述背景光源放置在所述透明板式换热器的另一侧。所述进口温度传感器、所述进口压力传感器、所述出口压力传感器、所述出口温度传感器分别与所述信号采集仪相连,所述高速摄像机与所述图像采集装置相连,所述电动丝杠和所述接近式位置传感器分别与所述电动丝杠控制器相连,所述步进电机与所述步进电机控制器相连,所述信号采集仪、所述图像采集装置、所述电动丝杠控制器、所述步进电机控制器分别与所述计算机相连。本专利技术还提供了所述可调节安装位置的板式换热器内气液两相流的观测装置的位置调整方法。设定所述透明板式换热器滑动支撑杆在最左端时为初始位置,所述电动丝杠控制器控制所述电动丝杠向上运动,所述电动丝杠带动所述透明板式换热器的右端向上运动,同时所述透明板式换热器的左端带动所述透明板式换热器滑动支撑杆沿着所述透明板式换热器安装台滑道自左向右滑动,所述透明板式换热器从水平位置开始转动,当所述透明板式换热器滑动支撑杆滑到接近所述接近式位置传感器时,所述接近式位置传感器检测到所述透明板式换热器滑动支撑杆的位置信号并发送给所述电动丝杠控制器,所述电动丝杠控制器接收到所述透明板式换热器滑动支撑杆的位置信号之后,所述电动丝杠控制器使所述电动丝杠停止运动,所述透明板式换热器到达竖直位置;将所述透明板式换热器滑动支撑杆向右转动5度,所述接近式位置传感器检测不到所述透明板式换热器滑动支撑杆的位置信号,所述电动丝杠控制器控制所述电动丝杠向下运动,所述电动丝杠带动所述透明板式换热器的右端向下运动,同时所述透明板式换热器的左端带动所述透明板式换热器滑动支撑杆沿着所述透明板式换热器安装台滑道继续自左向右滑动,所述透明板式换热器从竖直位置开始转动,当所述透明板式换热器达到水平位置时,所述电动丝杠控制器使所述电动本文档来自技高网
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可调节安装位置的板式换热器内气液两相流的观测装置

【技术保护点】
可调节安装位置的板式换热器内气液两相流的观测装置,包括通气口(1)、进液口(2)、可控温水箱(3)、支撑台架(4)、出液开关(5)、增压水泵(6)、进液调速阀(7)、进液管(8)、流量计(9)、空气压缩机(10)、气体调速阀(11)、进气管(12)、气液混合阀(13)、气液进流管(14)、透明板式换热器滑动支撑杆(15)、进口温度传感器(16)、进口压力传感器(17)、透明板式换热器(18)、出口压力传感器(19)、出口温度传感器(20)、回流管(21)、电动丝杠(22)、透明板式换热器安装台(23)、透明板式换热器安装台滑道(24)、透明板式换热器安装台右连接架(25)、步进电机安装平台(26)、透明板式换热器安装台转动架(27)、联轴器(28)、步进电机(29)、透明板式换热器安装台左连接轴(30)、透明板式换热器安装台左连接架(31)、透明板式换热器左转动销(32)、透明板式换热器左转动销孔(33)、透明板式换热器左连接架(34)、透明板式换热器进口(35)、透明板式换热器出口(36)、透明板式换热器右转动销(37)、透明板式换热器右转动销孔(38)、左紧固螺钉(391)、右紧固螺钉(392)、电动丝杠左安装孔(401)、电动丝杠右安装孔(402)、透明板式换热器支撑台右连接轴(41)、高速摄像机(42)、背景光源(43)、图像采集装置(44)、电动丝杠控制器(45)、步进电机控制器(46)、信号采集仪(47)、计算机(48)、接近式位置传感器(49),其特征在与:所述通气口(1)和所述进液口(2)分布于所述可控温水箱(3)的顶部,所述可控温水箱(3)安装在所述支撑台架(4)的上方,所述可控温水箱(3)的下方与所述出液开关(5)相连;所述增压水泵(6)通过所述进液管(8)与所述出液开关(5)和所述进液调速阀(7)相连,所述进液调速阀(7)通过所述进液管(8)与所述流量计(9)相连,所述流量计(9)通过所述进液管(8)与所述气液混合阀(13)相连;所述空气压缩机(10)通过所述进气管(12)与所述气体调速阀(11)相连,所述气体调速阀(11)通过所述进气管(12)与所述气液混合阀(13)相连;所述进液调速阀(7)、所述流量计(9)和所述气液混合阀(13)安装在所述支撑台架(4)上;所述气液混合阀(13)通过所述气液进流管(14)与所述透明板式换热器(18)相连;所述透明板式换热器出口(36)通过所述回流管(21)与所述可控温水箱(3)相连;所述进口温度传感器(16)安装在所述气液混合阀(13)与所述进口压力传感器(17)之间的所述气液进流管(14)上,所述进口压力传感器(17)安装在所述透明板式换热器进口(35)处,所述出口压力传感器(19)安装在所述透明板式换热器出口(36)处,所述出口温度传感器(20)安装在所述进口压力传感器(17)与所述可控温水箱(3)之间的所述回流管(21)上;所述透明板式换热器滑动支撑杆(15)的下端置于所述透明板式换热器安装台滑道(24)内,所述透明板式换热器滑动支撑杆(15)的上端通过所述透明板式换热器左转动销(32)和所述透明板式换热器左转动销孔(33)与所述透明板式换热器左连接架(34)相连,所述透明板式换热器左连接架(34)与所述透明板式换热器(18)的左端相连,所述电动丝杠(22)的下端通过所述左紧固螺钉(391)、所述右紧固螺钉(392)、所述电动丝杠左安装孔(401)和所述电动丝杠右安装孔(402)与所述透明板式换热器安装台(23)相连,所述电动丝杠(22)的上端通过所述透明板式换热器右转动销(37)和所述透明板式换热器右转动销孔(38)与所述透明板式换热器(18)的右端相连;所述接近式位置传感器(49)安装于所述电动丝杠(22)与所述透明板式换热器安装台(23)相连的位置;所述透明板式换热器安装台(23)通过所述透明板式换热器安装台左连接架(31)、所述透明板式换热器安装台左连接轴(30)、所述透明板式换热器安装台右连接架(25)以及所述透明板式换热器支撑台右连接轴(41)与所述步进电机安装平台(26)相连,所述步进电机(29)安装于所述步进电机安装平台(26)上,所述透明板式换热器安装台转动架(27)通过所述联轴器(28)与所述步进电机(29)相连,所述透明板式换热器安装台(23)通过所述透明板式换热器安装台转动架(27)和所述联轴器(28)与所述步进电机(29)相连,所述步进电机安装平台(26)安装于所述支撑台架(4)上;所述高速摄像机(42)放置在所述透明板式换热器(18)的一侧,所述背景光源(43)放置在所述透明板式换热器(18)的另一侧;所述进口温度传感器(16)、所述进口压力传感器(17)、所述出口压力传感器(19)、所述出口温度传感器(20)分别与所述信号采集仪(...

【技术特征摘要】
1.可调节安装位置的板式换热器内气液两相流的观测装置,包括通气口(1)、进液口(2)、可控温水箱(3)、支撑台架(4)、出液开关(5)、增压水泵(6)、进液调速阀(7)、进液管(8)、流量计(9)、空气压缩机(10)、气体调速阀(11)、进气管(12)、气液混合阀(13)、气液进流管(14)、透明板式换热器滑动支撑杆(15)、进口温度传感器(16)、进口压力传感器(17)、透明板式换热器(18)、出口压力传感器(19)、出口温度传感器(20)、回流管(21)、电动丝杠(22)、透明板式换热器安装台(23)、透明板式换热器安装台滑道(24)、透明板式换热器安装台右连接架(25)、步进电机安装平台(26)、透明板式换热器安装台转动架(27)、联轴器(28)、步进电机(29)、透明板式换热器安装台左连接轴(30)、透明板式换热器安装台左连接架(31)、透明板式换热器左转动销(32)、透明板式换热器左转动销孔(33)、透明板式换热器左连接架(34)、透明板式换热器进口(35)、透明板式换热器出口(36)、透明板式换热器右转动销(37)、透明板式换热器右转动销孔(38)、左紧固螺钉(391)、右紧固螺钉(392)、电动丝杠左安装孔(401)、电动丝杠右安装孔(402)、透明板式换热器支撑台右连接轴(41)、高速摄像机(42)、背景光源(43)、图像采集装置(44)、电动丝杠控制器(45)、步进电机控制器(46)、信号采集仪(47)、计算机(48)、接近式位置传感器(49),其特征在与:所述通气口(1)和所述进液口(2)分布于所述可控温水箱(3)的顶部,所述可控温水箱(3)安装在所述支撑台架(4)的上方,所述可控温水箱(3)的下方与所述出液开关(5)相连;所述增压水泵(6)通过所述进液管(8)与所述出液开关(5)和所述进液调速阀(7)相连,所述进液调速阀(7)通过所述进液管(8)与所述流量计(9)相连,所述流量计(9)通过所述进液管(8)与所述气液混合阀(13)相连;所述空气压缩机(10)通过所述进气管(12)与所述气体调速阀(11)相连,所述气体调速阀(11)通过所述进气管(12)与所述气液混合阀(13)相连;所述进液调速阀(7)、所述流量计(9)和所述气液混合阀(13)安装在所述支撑台架(4)上;所述气液混合阀(13)通过所述气液进流管(14)与所述透明板式换热器(18)相连;所述透明板式换热器出口(36)通过所述回流管(21)与所述可控温水箱(3)相连;所述进口温度传感器(16)安装在所述气液混合阀(13)与所述进口压力传感器(17)之间的所述气液进流管(14)上,所述进口压力传感器(17)安装在所述透明板式换热器进口(35)处,所述出口压力传感器(19)安装在所述透明板式换热器出口(36)处,所述出口温度传感器(20)安装在所述进口压力传感器(17)与所述可控温水箱(3)之间的所述回流管(21)上;所述透明板式换热器滑动支撑杆(15)的下端置于所述透明板式换热器安装台滑道(24)内,所述透明板式换热器滑动支撑杆(15)的上端通过所述透明板式换热器左转动销(32)和所述透明板式换热器左转动销孔(33)与所述透明板式换热器左连接架(34)相连,所述透明板式换热器左连接架(34)与所述透明板式换热器(18)的左端相连,所述电动丝杠(22)的下端通过所述左紧固螺钉(391)、所述右紧固螺钉(392)、所述电动丝杠左安装孔(401)和所述电动丝杠右安装孔(402)与所述透明板式换热器安装台(23)相连,所述电动丝杠(22)的上端通过所述透明板式换热器右转动销(37)...

【专利技术属性】
技术研发人员:李孝禄刘玉桃李占明许沧粟张远辉赵进慧
申请(专利权)人:中国计量大学
类型:发明
国别省市:浙江,33

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