本发明专利技术公开了一种测量制冷剂管内流动沸腾换热系数的实验装置，所述装置由制冷剂循环、热水循环、冷却水循环组成。冷却水循环和热水循环采用常规的循环泵实现液体流动。制冷剂循环利用冷凝器与单套管式蒸发器的高度差，通过加热，制冷剂汽化，制冷剂蒸汽从一侧蒸腾到达冷凝器，在冷凝器内冷凝，然后在重力作用下流下来，形成自然循环流动。该装置可以模拟制冷剂管内流动沸腾换热过程，为研究制冷剂在不同工况下管内沸腾换热系数提供了实验手段。通过合理设置，可以模拟制冷剂进入蒸发器的状态参数，同时，该装置没有使用压缩机和屏蔽泵作为制冷循环的动力装置，更容易控制制冷剂在蒸发器内的流动换热过程。
【技术实现步骤摘要】
一种测量制冷剂管内流动沸腾换热系数的实验装置
本专利技术涉及一种新型的模拟制冷剂在水平管内流动沸腾工况的实验装置，并可较为准确地测出制冷剂管内流动沸腾换热系数。
技术介绍
为了研究制冷剂管内流动沸腾换热系数，需要模拟实际制冷系统中蒸发器内的制冷剂管内流动沸腾过程，通常采用压缩机或者屏蔽泵来为制冷剂在系统内流动提供循环动力。如果仅仅是为了研究蒸发器内的制冷剂流动沸腾换热系数而搭建一套完整的制冷循环系统实验转置，不仅实验装置复杂，不可控因素也增多，测控难度增大。目前，研究表面换热系数国内外公认比较成熟的方法是用威尔逊图解法拟合表征表面换热系数和影响参数的函数关系式，威尔逊图解法需要的参数比较多，所以对实验装置附属的测量系统也有较高要求。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种测量制冷剂管内流动沸腾换热系数的实验装置，该装置可以不依靠压缩机或者屏蔽泵提供循环动力来模拟制冷剂管内流动沸腾过程，完全满足威尔逊图解法所需各参数的要求，可以较为简便地测量制冷剂管内流动沸腾表面换热系数。 本专利技术采用以下技术方案: 一种测量制冷剂管内流动沸腾换热系数的实验装置，所述装置由制冷剂循环、热水循环、冷却水循环组成， 制冷剂循环包括冷凝器(I)、下降管(2)、制冷剂流量调节阀(3)、单向阀(4)、制冷剂预热器(5)、视镜(14)、截止阀(18)、单套管式蒸发器(6)、截止阀(19)、视镜(15)、上升管(7)、视镜(16)，其连接方式为:冷凝器(I)的壳程出液口(a)经过下降管(2)、制冷剂流量调节阀⑶与单向阀⑷进口相连，单向阀⑷出口连接制冷剂预热器(5)进口，制冷剂预热器(5)出口经过视镜(14)、截止阀(18)与单套管式蒸发器(6)制冷剂进口(b)相连，单套管式蒸发器(6)制冷剂出口(c)经过截止阀(19)和两个具有高度差的视镜(15)、(16)及二者之间的上升管(7)，然后与冷凝器(I)壳程进口(d)相连，由此构成制冷剂循环； 热水循环包括单套管式蒸发器(6)、膨胀水箱(8)、热水循环泵(9)、旁通阀(10)、热水循环加热器(11)、热水流量计(12)，其连接方式为:膨胀水箱(8)出口与单套管式蒸发器(6)热水出口(e)并联后与热水循环泵(9)进口连接，热水循环泵(9)进出口跨接旁通阀(10)，热水循环泵(9)与旁通阀(10)并接后与热水循环加热器(11)进口相接，热水循环加热器(11)出口与热水流量计(12)进口相接，热水流量计(12)出口与单套管式蒸发器 (6)热水进口(f)相连接，形成热水循环； 冷却水循环包括冷凝器(I)、冷却水流量计(13)、截止阀(20)、截止阀(21)、截止阀(22)、截止阀(23)，其连接方式为:利用外部冷源提供实验所需要温度的冷却水，冷却水经过冷却水流量计(13)后分为两路:一路经截止阀(20)接入冷凝器(I)管程进口(g)，经过冷凝器内上层布置的冷凝管，从冷凝器(1)管程出口 00出来，管程出口 00处设置截止阀(21)；另一路经截止阀(22)接入冷凝器(1)管程进口(1),经过冷凝器(1)内下层布置的过冷管，从冷凝器⑴管程出口 0)出来，管程出口 0)处设置截止阀(23)； 冷凝器(1)设置在单套管式蒸发器(6)的上方，制冷剂预热器(5)、视镜(14)和截止阀(18).(19)与单套管式蒸发器(6)在同一水平高度，视镜(15)的高度高出视镜(14),视镜(16)的高度高出视镜(15)，在冷凝器⑴壳体上安装视镜(17)，视镜(17)和视镜(16)位于同一水平高度。 进一步地，视镜(15)的高度高出视镜(14)0.1米，视镜(16)的高度高出视镜(15)0.9米，在冷凝器(1)壳体1/3高度位置上安装视镜(17)。 进一步地，所述单套管式蒸发器出)为可拆卸式单套管式蒸发器，内管可以更换，以方便各种经不同方法处理的强化内管换热系数的研究。 本专利技术装置没有常规压缩式制冷系统所采用的压缩机作为动力装置，也没有采用一般实验台用屏蔽泵提供动力的做法，而是利用冷凝器与单套管式蒸发器的高度差，通过加热，制冷剂汽化，制冷剂蒸汽从一侧蒸腾到达冷凝器，在冷凝器内冷凝，然后在重力作用下流下来，形成自然循环流动。制冷剂循环的动力来自于下降液与上升汽的重力差，并且可以通过调节加热功率来控制制冷剂流量。可以通过调节自耦调压器电压的方式改变制冷剂预热器加热功率，以改变进入单套管式蒸发器的制冷剂干度，以此模拟多种压缩式制冷循环中蒸发器进口制冷剂的实际工况。 本专利技术的有益效果: 本专利技术装置可以模拟制冷剂管内流动沸腾换热过程，为研究制冷剂在不同工况下管内流动沸腾换热系数提供了简便的实验手段。通过合理设置，可以来模拟制冷剂进入蒸发器的状态参数，同时，该实验装置没有压缩机和屏蔽泵作为制冷循环的动力装置，更容易控制制冷剂在蒸发器内的流动换热过程。 【附图说明】 图1是本专利技术装置示意图。 【具体实施方式】 下面结合实施例和附图对本专利技术做更进一步地解释。下述实施例不以任何形式限制本专利技术，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均处于本专利技术的保护范围之中。 一种测量制冷剂管内流动沸腾换热系数的实验装置，如图1所示，所述装置由制冷剂循环①、热水循环②、冷却水循环③组成。 制冷剂循环①包括冷凝器1、下降管2、制冷剂流量调节阀3、单向阀4、制冷剂预热器5、视镜14、截止阀18、单套管式蒸发器6、截止阀19、视镜15、上升管7、视镜16，其连接方式如下:冷凝器1的壳程出液口 3经过下降管2、制冷剂流量调节阀3与单向阀4进口相连，单向阀4出口连接制冷剂预热器5进口，制冷剂预热器5出口经过视镜14、截止阀18与单套管式蒸发器6制冷剂进口 6相连，单套管式蒸发器6制冷剂出口 0经过截止阀19和两个具有高度差的视镜15、16及二者之间的上升管7，然后与冷凝器1壳程进口 (1相连，由此构成制冷剂循环①。 热水循环②包括单套管式蒸发器6、膨胀水箱8、热水循环泵9、旁通阀10、热水循环加热器11、热水流量计12，其连接方式如下:膨胀水箱8出口与单套管式蒸发器6热水出口 e并联后与热水循环泵9进口连接，热水循环泵9进出口跨接旁通阀10，热水循环泵9与旁通阀10并接后与热水循环加热器11进口相接，热水循环加热器11出口与热水流量计12进口相接，热水流量计12出口与单套管式蒸发器6热水进口 f相连接，形成热水循环②。 冷却水循环③包括冷凝器1、冷却水流量计13、截止阀20、截止阀21、截止阀22、截止阀23，其连接方式如下:利用外部冷源提供需要温度的冷却水，冷却水经过冷却水流量计13后分为两路:一路经截止阀20接入冷凝器I管程进口 g，经过冷凝器内的冷凝管，从冷凝器I管程出口 h出来，管程出口 h处设置截止阀21 ;另一路经截止阀22接入冷凝器I管程进口 i，经过冷凝器I内的过冷管，从冷凝器I管程出口 j出来，管程出口 j处设置截止阀23。 冷凝器I和单套管式蒸发器6之间留有I米左右的高度差，冷凝器I在上，单套管式蒸发器6在下，制冷剂预热器5、视镜14和截止阀18、19与单套管式蒸发器6在同一水平高度，视镜15的高度高出视镜14为0.1米，视镜16比视镜15高0.9米，在冷凝本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种测量制冷剂管内流动沸腾换热系数的实验装置，其特征在于，所述装置由制冷剂循环、热水循环、冷却水循环组成，制冷剂循环包括冷凝器(1)、下降管(2)、制冷剂流量调节阀(3)、单向阀(4)、制冷剂预热器(5)、视镜(14)、截止阀(18)、单套管式蒸发器(6)、截止阀(19)、视镜(15)、上升管(7)、视镜(16)，其连接方式为：冷凝器(1)的壳程出液口(a)经过下降管(2)、制冷剂流量调节阀(3)与单向阀(4)进口相连，单向阀(4)出口连接制冷剂预热器(5)进口，制冷剂预热器(5)出口经过视镜(14)、截止阀(18)与单套管式蒸发器(6)制冷剂进口(b)相连，单套管式蒸发器(6)制冷剂出口(c)经过截止阀(19)和两个具有高度差的视镜(15)、(16)及二者之间的上升管(7)，然后与冷凝器(1)壳程进口(d)相连，由此构成制冷剂循环；热水循环包括单套管式蒸发器(6)、膨胀水箱(8)、热水循环泵(9)、旁通阀(10)、热水循环加热器(11)、热水流量计(12)，其连接方式为：膨胀水箱(8)出口与单套管式蒸发器(6)热水出口(e)并联后与热水循环泵(9)进口连接，热水循环泵(9)进出口跨接旁通阀(10)，热水循环泵(9)与旁通阀(10)并接后与热水循环加热器(11)进口相接，热水循环加热器(11)出口与热水流量计(12)进口相接，热水流量计(12)出口与单套管式蒸发器(6)热水进口(f)相连接，形成热水循环；冷却水循环包括冷凝器(1)、冷却水流量计(13)、截止阀(20)、截止阀(21)、截止阀(22)、截止阀(23)，其连接方式为：利用外部冷源提供实验所需要温度的冷却水，冷却水经过冷却水流量计(13)后分为两路：一路经截止阀(20)接入冷凝器(1)管程进口(g)，经过冷凝器内上层布置的冷凝管，从冷凝器(1)管程出口(h)出来，管程出口(h)处设置截止阀(21)；另一路经截止阀(22)接入冷凝器(1)管程进口(i)，经过冷凝器(1)内下层布置的过冷管，从冷凝器(1)管程出口(j)出来,管程出口(j)处设置截止阀(23)；冷凝器(1)设置在单套管式蒸发器(6)的上方，制冷剂预热器(5)、视镜(14)和截止阀(18)、(19)与单套管式蒸发器(6)在同一水平高度，视镜(15)的高度高出视镜(14)，视镜(16)的高度高出视镜(15)，在冷凝器(1)壳体上安装视镜(17)，视镜(17)和视镜(16)位于同一水平高度。...
【技术特征摘要】
1.一种测量制冷剂管内流动沸腾换热系数的实验装置，其特征在于，所述装置由制冷剂循环、热水循环、冷却水循环组成， 制冷剂循环包括冷凝器(1)、下降管(2)、制冷剂流量调节阀(3)、单向阀(4)、制冷剂预热器(5)、视镜(14)、截止阀(18)、单套管式蒸发器(6)、截止阀(19)、视镜(15)、上升管(7)、视镜(16)，其连接方式为:冷凝器⑴的壳程出液口(a)经过下降管(2)、制冷剂流量调节阀⑶与单向阀⑷进口相连，单向阀⑷出口连接制冷剂预热器(5)进口，制冷剂预热器(5)出口经过视镜(14)、截止阀(18)与单套管式蒸发器(6)制冷剂进口(b)相连，单套管式蒸发器(6)制冷剂出口(c)经过截止阀(19)和两个具有高度差的视镜(15)、(16)及二者之间的上升管(7)，然后与冷凝器(1)壳程进口(d)相连，由此构成制冷剂循环； 热水循环包括单套管式蒸发器￠)、膨胀水箱(8)、热水循环泵(9)、旁通阀(10)、热水循环加热器(11)、热水流量计(12)，其连接方式为:膨胀水箱(8)出口与单套管式蒸发器(6)热水出口(e)并联后与热水循环泵(9)进口连接，热水循环泵(9)进出口跨接旁通阀(10)，热水循环泵(9)与旁通阀(10)并接后与热水循环加热器(11)进口相接，热水循环加热器(11)出口与热水流量计(12)进口相接，热水流量计(12)出口与单套管式蒸发器(6)热水进口(f)相连...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜垲，储云霄，李彦军，李舒宏，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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