基于冷凝通道的电阻参数测量装置和冷凝长度测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及冷凝通道领域，更具体地，涉及一种基于冷凝通道的电阻参数测量装置和冷凝长度测量方法。所述电阻参数用于计算冷凝通道的冷凝长度，该冷凝通道中有两相流体，所述装置包括电阻元件和电阻测量电路，电阻元件浸没在冷凝通道的两相流体中且两端延伸出冷凝通道外与电阻检测电路连接。本发明专利技术中基于冷凝通道的电阻参数测量装置结构简单，只需在冷凝通道内安装电阻元件即可，安装和布置方式简单方便，相对于现有技术中的布置温度点或空泡率点的方案，布置方式更加简单。而且电阻元件设置在冷凝通道内，不受冷凝通道外表面结构的影响，克服了红外测量装置在紧凑式结构下无法测量的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
基于冷凝通道的电阻参数测量装置和冷凝长度测量方法
本专利技术涉及冷凝通道领域，更具体地，涉及一种基于冷凝通道的电阻参数测量装置和冷凝长度测量方法。
技术介绍
冷凝器的具体形式多样，其冷凝效果与冷凝器的结构、流体工质性质、流动状态的关系密切。虽然这些因素会影响冷凝器的换热效果，但因其因素的复杂性，直接测量换热系数并不容易。相对的，工程上更关心冷凝器是否满足预期的冷凝效果，因此直接测量冷凝通道中，两相与单相转折点所发生的位置，即可为各种情况下冷凝余量是否充足给出最直观的判断。此实际上测量气液两相与全液相在冷凝通道中所占的比例，因此可以定义冷凝通道中两相所占的区域为整个冷凝区域中的比例为冷凝长度，通过获得冷凝长度信息，来获得冷凝通道的整体冷凝效果，也为冷凝换热系数的测量提供有力的支持。蒸发与冷凝是两相系统传热的实现方式，但相比蒸发换热的研究，管内流动冷凝的研究相对不足。近年来比较重要的研究有，Koyama等人测量了R134a在水力直径分别是1.11mm和0.8mm、质量流速范围从100kg/m2s到700kg/m2s的管路内的流动冷凝换热系数，并与Moser等人提供的用于大管径的关联式进行比较，发现符合地很好。Park等人则给出了在0.89mm直径、饱和温度为-15℃和25℃、质量流速从200kg/m2s到800kg/m2s情况下，CO2在多通道细管内的冷凝换热系数和压降。而Matkovic等则研究了R134a在直径为0.96mm的水平圆管、在40℃、质量流速范围为100kg/m2s至1200kg/m2s的冷凝换热。关联式方面，则可以参考TadeuszBohdal、Akers、Dobson和Chato、Cavallini以及Thome等人的工作。他们的关联式适用于干度从0.1到1范围内，传统或细管内的冷凝换热计算。在目前的设计中，针对冷凝换热的机理研究比较丰富。但在实际应用中，冷凝换热系数与工质的当地状态，如流量、干度(空泡率)、液膜的覆盖情况紧密相关，往往人们更关心的不是当地而是整体的冷凝换热效果，以评价冷凝器的冷凝能力强弱。因此，发展一种以器件级为目标，针对冷凝器整体换热能力评价的测量手段，对冷凝器的设计以及应用都具有现实的使用价值。目前还没有提出专门针对冷凝长度测量的手段，而是利用沿程测量冷凝器的温度来判断在哪里进入了过冷段，间接获得冷凝长度的信息。在理论上，Traviss等利用所推导的冷凝换热关系给出了根据冷凝换热系数、系统温度差、进口干度和流量等因素来得到冷凝长度的方法。由于该方法实际是根据冷凝器的进口状态、分段积分得到总的长度，因此也适用于其他的冷凝换热关系。因此，在已知冷凝器进口状态的条件下，可以利用冷凝换热关系来估计冷凝长度的长短；反过来，也可以从冷凝长度的长短，通过拟合的方法反推平均冷凝换热的情况。技术上来说，没有专门针对冷凝通道整体冷凝效果的测量方法。若要实现测量冷凝效果，则需要通过测量冷凝器内气液的温度分布、密度分布等方式来确定。通过分布式温度测量，即考察冷凝器沿程温度的变化情况，利用工质在两相时为饱和温度，过冷时温度降低的特点来获得两相-单相转换点的位置信息。分布式温度测量思路的核心是测量获取温度分布来反推两相单相的比例。具体来说，可以通过红外成像、沿程布置温度计等方案实现温度测量。若基于红外成像，将受限于测量面必须为冷凝通道壁面，当冷凝壁面被遮挡时，或者在紧凑式、相互紧密结合的冷凝结构中，无法测量冷凝通道内的流体情况。若基于传统的布点方法，测量的空间分辨率受限于布点位置，对于紧凑的冷凝器结构，可供布置的测温点将大大受限。同时，在冷凝器内部或者外部布置多个温度点涉及比较复杂的安装工艺，需要避免管壁的传热干扰，以及对流体流动的产生干扰等，在实际工程应用难以得到推广。通过密度分布，即利用电阻法、电容法测量当地气液电介质性质，获得气液密度值，从而从密度变化的角度来获得冷凝通道的冷凝效果。或者利用高能射线(x射线、中子源等)透射通道，通过测量工质的透射性质来获得反映两相密度差异。密度分布测量的核心是测量气液密度变化来反映冷凝变化。在具体实现中，利用密度分布方法来确定冷凝器的冷凝效果，其方法更为复杂，无论是利用电容法、电阻法测量局部空泡率，还是用高能射线探测工质密度，其方法的复杂性都不适合常规工程应用采用。因此除了有实验需求专门定制的情况下，一般的实际应用中，都没有在冷凝通道中设置测量气液密度变化的装置。
技术实现思路
本专利技术为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷(不足)，提供一种结构简单的基于冷凝通道的电阻参数测量装置，根据测量得到的电阻数值可以计算得到冷凝通道冷凝长度。本专利技术还提供一种测量方式简单的基于冷凝通道的冷凝长度测量方法。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：一种基于冷凝通道的电阻参数测量装置，所述电阻参数用于计算冷凝通道的冷凝长度，该冷凝通道中有两相流体，所述装置包括电阻元件和电阻测量电路，电阻元件浸没在冷凝通道的两相流体中且两端延伸出冷凝通道外与电阻检测电路连接。上述方案中，所述电阻元件包括一条电阻丝，该条电阻丝两端分别从冷凝通道两端延伸出冷凝通道外。上述方案中，冷凝通道两端设有三通接口，该条电阻丝的两端通过三通接口延伸出冷凝通道外。上述方案中，所述电阻检测电路包括电源、电阻和电压表，电源一端与电阻一端连接，电源另一端和电阻的另一端分别连接电阻丝两端，电压表两端并联连接在电阻丝的两端。上述方案中，所述电阻元件包括一条双绞电阻丝，双绞电阻丝中两条电阻丝的一端互相连接，双绞电阻丝中两条电阻丝的另一端从冷凝通道的同侧延伸出冷凝通道外并与电阻检测电路连接。上述方案中，所述电阻检测电路包括电源、电阻和电压表，电源一端与电阻一端连接，电源另一端和电阻的另一端分别连接双绞电阻丝中两条电阻丝的另一端，电压表两端并联连接在双绞电阻丝中两条电阻丝的另一端。上述方案中，所述电阻元件包括两条双绞电阻丝，每条双绞电阻丝中两条电阻丝串联连接，每条双绞电阻丝中两条电阻丝的另一端从冷凝管道的同侧延伸出冷凝通道外与电阻检测电路连接。上述方案中，所述电阻检测电路包括电源、电阻、第一串联电阻、第二串联电阻和至少一个电压表，电源一端与电阻一端连接，一条双绞电阻丝中的一条电阻丝的另一端与第一串联电阻一端串联连接，该条双绞电阻丝中另一条电阻丝的另一端与电阻另一端连接，第一串联电阻的另一端与电源的另一端连接；另一条双绞电阻丝中的一条电阻丝的另一端和第二串联电阻连接，该条双绞电阻丝中的另一条电阻丝的另一端与电源另一端连接，第二串联电阻的另一端与电阻的另一端连接。上述方案中，所述电阻元件为铜件或其他电阻率随温度变化为单调变化的金属材料。一种基于冷凝通道的冷凝长度测量方法，其特征在于，方法具体包括如下步骤：预先获取冷凝通道中不同冷凝长度对应的温度分布特征；采用上述所述的基于冷凝通道的电阻参数测量装置测量得到电阻元件随温度变化的电阻值；根据冷凝通道中不同冷凝长度对应的温度分布特征和冷凝通道中电阻元件随温度变化的电阻值获取电阻元件电阻值与冷凝位置的对应表；冷凝通道冷凝过程中利用上述所述的基于冷凝通道的电阻参数测量装置实时测量得到电阻元件的电阻值；根据实施测量得到的电阻元件电阻值查阅电阻元件电阻值与冷凝位置的对应表得到冷凝通道本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于冷凝通道的电阻参数测量装置，所述电阻参数用于计算冷凝通道的冷凝长度，该冷凝通道中有两相流体，其特征在于，所述装置包括电阻元件和电阻测量电路，电阻元件浸没在冷凝通道的两相流体中且两端延伸出冷凝通道外与电阻检测电路连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于冷凝通道的电阻参数测量装置，所述电阻参数用于计算冷凝通道的冷凝长度，该冷凝通道中有两相流体，其特征在于，所述装置包括电阻元件和电阻检测电路，电阻元件浸没在冷凝通道的两相流体中且两端延伸出冷凝通道外与电阻检测电路连接。2.根据权利要求1所述的基于冷凝通道的电阻参数测量装置，其特征在于，所述电阻元件包括一条电阻丝，该条电阻丝两端分别从冷凝通道两端延伸出冷凝通道外。3.根据权利要求2所述的基于冷凝通道的电阻参数测量装置，其特征在于，冷凝通道两端设有三通接口，该条电阻丝的两端通过三通接口延伸出冷凝通道外。4.根据权利要求2所述的基于冷凝通道的电阻参数测量装置，其特征在于，所述电阻检测电路包括电源、电阻和电压表，电源一端与电阻一端连接，电源另一端和电阻的另一端分别连接电阻丝两端，电压表两端并联连接在电阻丝的两端。5.根据权利要求1所述的基于冷凝通道的电阻参数测量装置，其特征在于，所述电阻元件包括一条双绞电阻丝，双绞电阻丝中两条电阻丝的一端互相连接，双绞电阻丝中两条电阻丝的另一端从冷凝通道的同侧延伸出冷凝通道外并与电阻检测电路连接。6.根据权利要求5所述的基于冷凝通道的电阻参数测量装置，其特征在于，所述电阻检测电路包括电源、电阻和电压表，电源一端与电阻一端连接，电源另一端和电阻的另一端分别连接双绞电阻丝中两条电阻丝的另一端，电压表两端并联连接在双绞电阻丝中两条电阻丝的另一端。7.根据权利要求1所述的基于冷凝通道的电阻参数测量装置，其特征在于，所述电阻元件包括两条双绞电阻丝...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄臻成，何振辉，温世喆，杨飞，李臻，张冬阳，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东;44