一种热流密度计制造技术

本实用新型专利技术公开了一种热流密度计，包括：金属加热棒、绝热装置和至少三个热电偶；金属加热棒置于绝热装置内，金属加热棒具有导热性能，金属加热棒上设置有电加热装置；热电偶均通过连接导线与数据采集系统相连接，至少一个热电偶伸出绝热装置布置于金属加热棒的前端面处，至少两个热电偶间隔固定布置于金属加热棒的内部的轴线上。本实用新型专利技术的新型热流密度计，可对温度、热流密度、局部换热系数参数进行一体式测量，且能方便快速准确的得到局部换热系数。

A heat flux densitometer

The utility model discloses a heat flow densitometer, which comprises a metal heating rod, an adiabatic device and at least three thermocouples; a metal heating rod is placed in an adiabatic device, a metal heating rod has thermal conductivity, an electric heating device is arranged on a metal heating rod, and a thermocouple are connected to a data acquisition system through a connecting wire, At least one thermocouple extends an adiabatic device to the front of the metal heating rod, and at least two thermocouple intervals are fixed on the inner axis of the metal heating rod. The new type of heat flux meter of the utility model can be used to measure the temperature, the heat flux density and the local heat transfer coefficient parameters, and the local heat transfer coefficient can be quickly and accurately obtained.

【技术实现步骤摘要】
一种热流密度计
本技术属于流动测量
，特别涉及一种热流密度计。
技术介绍
热流密度计是热能转移过程的量化检测仪器，是用于测量热传递过程中热迁移量的大小、评价热传递性能的重要工具，即热流(密度)的大小表征热量转移的程度。局部换热系数是反映设备局部换热性能最直观的数据，通过分析热流密度和局部换热系数的大小，可以非常直观的了解设备的换热性能。传统的热流密度计只能单纯的测量热流密度，少数可以测量温度，很少存在热流密度计能对温度、热流密度、局部换热系数参数进行一体式测量，在实际测量中，如若需要测量局部换热系数，还需其他仪器测量，并需要通过复杂的计算才能得出结果，极为不便。局部换热系数一般通过牛顿换热公式进行计算，其中需要测量热流密度、局部壁面温度、局部流体温度，常用的测量办法很难对同一位置的热流密度、局部壁面温度、局部流体温度进行测量，因此不能得到非常准确的局部换热系数。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种热流密度计，以解决上述存在的技术问题。本技术的热流密度计，可对温度、热流密度、局部换热系数参数进行一体式测量，且能方便快速准确的得到局部换热系数。为达到上述目的，本技术采用以下技术方案：一种热流密度计，包括：金属加热棒、绝热装置和至少三个热电偶；金属加热棒置于绝热装置内，金属加热棒具有导热性能，金属加热棒上设置有电加热装置；热电偶均通过连接导线与数据采集系统相连接，至少一个热电偶伸出绝热装置布置于金属加热棒的前端面处，至少两个热电偶间隔固定布置于金属加热棒的内部的轴线上。进一步的，电加热装置包括加热丝；金属加热棒的靠近尾端的侧壁上设置有环状螺纹，加热丝设置于环状螺纹内，加热丝通过连接导线与稳压电源相连接。进一步的，金属加热棒为圆柱形，金属加热棒的侧壁上开有沿半径方向的两个小孔，设置于金属加热棒的轴线上的两个热电偶分别通过点焊固定在两个小孔内。进一步的，伸出绝热装置布置于金属加热棒的前端面的热电偶距离金属加热棒的前端面的距离等于或小于1mm。进一步的，绝热装置包括绝热套和绝热塞；绝热套和绝热塞的尺寸相匹配，金属加热棒设置于绝热套内，通过绝热塞对绝热套进行封口；绝热套内填充有固定胶，用于对金属加热棒、热电偶及连接导线进行固定和封装。进一步的，绝热套的外侧壁上设置有螺纹。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：本技术的体积较小，操作方便，可以同时测量温度、热流密度、局部换热系数等数据，且能方便快速准确的得到局部换热系数。进一步的，采用金属加热棒上加工螺纹镶嵌加热丝的方法，可有效增强一维导热的效果，使热流密度测量更为准确。进一步的，通过在金属加热棒上开孔，热电偶布置在金属加热棒的轴线位置，测量结果更符合一维导热测量原理的要求，可提升测量的精确性。进一步的，热电偶、小孔及加热丝和连接导线通过固定胶进行固定并封死，在外部套有绝热套，在底部装有绝热塞，并通过固定胶进行固定，对缝隙进行了密封，增强了密封性；另外，绝热塞、绝热套及固定胶可以保证加热丝的热量大部分通过金属加热棒进行传递。进一步的，在绝热套上加工外螺纹，便于将密度计安装在待测热流的容器的壁面上。附图说明下面结合附图对本技术做进一步说明，此处附图说明是用来提供对本技术的进一步理解。图1是本技术的一种热流密度计的剖视示意图。图1中，2—绝热套、3—螺纹、4—固定胶、5—绝热塞、7—金属加热棒、8—加热丝、9—连接导线。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术做进一步详细说明，图1中所示的上端为金属加热棒的前端，下端为金属加热棒的尾端，上下前后等关于方位的描述仅是为了能更清楚的解释和说明本技术的结构，不能作为本技术的限定。参考图1，一种热流密度计，包括绝热装置、金属加热棒7和三个热电偶6-a，6-b，6-c，绝热装置包括绝热套2和绝热塞5，金属加热棒7置于绝热套2内，并用绝热塞5封装，可以选用固定胶4进行固定和封装。金属加热棒7的导热性能良好，为了提高精确度，可以将金属加热棒7加工为形状规则、质地均匀的圆柱形。金属加热棒7的外部的绝热套2及绝热塞5用于密封，绝热套2的外侧壁上加工有螺纹3，可快速方便的固定热流密度计，便于操作。金属加热棒7的靠近尾端的侧壁上设置有环状螺纹，环状螺纹内镶入加热丝8，加热丝8通过连接导线9连接稳压电源，稳压电源对加热丝8进行加热，可通过调节稳压电源输出电流达到需要的壁面温度。三个热电偶6-a，6-b，6-c分别通过连接导线9连接后端数据采集系统，收集温度数据。加热丝8与热电偶的连接导线9均沿金属加热棒7的轴向从金属加热棒7的尾部导出，热电偶、加热丝8通过固定胶4封死。一个热电偶6-a固定设置于金属加热棒7的前端面的前端，伸出绝热套2，其距金属加热棒7端面的距离不超过1mm；另外两个热电偶6-b，6-c间隔固定设置于金属加热棒7的内部的轴线上。加工时，可在金属加热棒7的侧壁上开两个相距较远(大于等于5mm)且穿过金属加热棒轴线的小孔1-a，1-b，两个小孔1-a，1-b的轴线均与金属加热棒7的轴线相交，将两个热电偶6-b，6-c分别置于两个小孔1-a，1-b内，通过点焊固定在小孔底部金属加热棒面上，然后通过固定胶4将两个热电偶6-b，6-c固定；需要测量两个热电偶6-b，6-c沿金属加热棒7的轴线的距离，需要测量热电偶6-b到金属加热棒7的前端面的距离。本技术安装时金属加热棒7的前端，即有热电偶6-a漏出的一端，与流体接触，使用时可通过绝热套2上的螺纹3，将密度计很方便的安装到被测壁面上。本新型热流密度计为非标准测量仪器，在使用前需要通过标准测量一起进行标定。本热流密度计采用外加热源法，能同时测量局部流体温度、局部壁面温度和热流密度，并通过上述数据直接计算出局部换热系数，同时本热流计改进加强了一维导热效果，相比于传统一维导热热流密度计更加精确，结构简单，使用方便。工作原理：本技术在测量使用过程中，绝热塞5、绝热套2及固定胶4可保证电热丝的热量大部分通过金属加热棒7进行传递。通过数据收集系统得到的两热电偶6-b、6-c测量值和加工时测得的两热电偶6-b、6-c的距离及热电偶6-b到金属加热棒的前端面的距离，根据一维傅里叶导热定律，可以计算出热流密度和局部壁面温度，热电偶6-a通过数据采集系统得到的值即为局部流体温度值。根据局部流体温度、局部壁面温度和热流密度，通过牛顿换热公式可以很方便地计算出局部换热系数。以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热流密度计，其特征在于，包括：金属加热棒(7)、绝热装置和至少三个热电偶；金属加热棒(7)置于绝热装置内，金属加热棒(7)具有导热性能，金属加热棒(7)上设置有电加热装置；热电偶均通过连接导线(9)与数据采集系统相连接，至少一个热电偶(6‑a)伸出绝热装置布置于金属加热棒(7)的前端面处，至少两个热电偶(6‑b，6‑c)间隔布置于金属加热棒(7)的内部的轴线上。

【技术特征摘要】
1.一种热流密度计，其特征在于，包括：金属加热棒(7)、绝热装置和至少三个热电偶；金属加热棒(7)置于绝热装置内，金属加热棒(7)具有导热性能，金属加热棒(7)上设置有电加热装置；热电偶均通过连接导线(9)与数据采集系统相连接，至少一个热电偶(6-a)伸出绝热装置布置于金属加热棒(7)的前端面处，至少两个热电偶(6-b，6-c)间隔布置于金属加热棒(7)的内部的轴线上。2.根据权利要求1所述的一种热流密度计，其特征在于，电加热装置包括加热丝(8)；金属加热棒(7)的靠近尾端的侧壁上设置有环状螺纹，加热丝(8)设置于环状螺纹内，加热丝(8)通过连接导线与稳压电源相连接。3.根据权利要求1所述的一种热流密度计，其特征在于，金属加热棒(7)为圆柱形，金属加热棒(7)的侧壁上开有沿半径方向的两个小孔(1-a，1-b)，设置于金属加热棒(7)的轴线上的两个热电偶(6-b，6-c)分别通过点焊固定在两个小孔(1-a，1-b)内。4.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋子琛，卢冬华，邢军，肖卫明，王海军，
申请(专利权)人：西安交通大学，中广核研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61