一种测量管内多孔材料与气流高温换热的实验装置，涉及一种测量管内多孔材料与气流高温换热的实验装置。本发明专利技术是为了解决目前无法在高温下测量多孔材料的耦合传热基本参数的技术问题。本发明专利技术由空气压缩机、气液分离器、旁路系统、温压补偿涡轮流量计和测试段组成；所述的空气压缩机与稳压罐相连，调节阀的出口分出两条支路，其中一条支路连通截止阀，截止阀与旁路系统相连，另一条支路与温压补偿涡轮流量计相连，测试段与出口稳定段相连；本发明专利技术的优点：本发明专利技术可以完成在高温下测量多孔材料的耦合传热基本参数的操作，并且各系统间协同运行、安全稳定、拆卸组装方便、多孔材料可更换、重复测量性高等特点。
【技术实现步骤摘要】
一种测量管内多孔材料与气流高温换热的实验装置
本专利技术涉及一种测量管内多孔材料与气流高温换热的实验装置。
技术介绍
由于多孔材料广泛的工程应用背景，国内外在揭示多孔介质各种传递现象的机理和规律方面展开了大量地研究，形成了一些具有指导意义的理论和方法。但是对于多孔介质单相流动换热的研究，目前还主要集中在温度较低的场合，忽略了辐射效应。在高温应用场合下，辐射换热的贡献不可忽略，特别是在太阳能利用和燃烧等领域。上述均属于高温下多孔材料导热-对流-辐射的复杂耦合传热过程。随着多孔材料在高温应用领域的发展，其基础高温传热基本数据的获取变得越来越迫切，如何测量高温条件下多孔材料的耦合传热基本参数显得至关重要。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决目前无法在高温下测量多孔材料的耦合传热基本参数的技术问题，从而提供一种测量管内多孔材料与气流高温换热的实验装置。本专利技术的一种测量管内多孔材料与气流高温换热的实验装置是由空气压缩机1、稳压罐2、气液分离器3、减压阀4、调节阀5、截止阀a6、旁路系统7、温压补偿涡轮流量计8、截止阀b9、测试段10和出口稳定段11组成；所述的测试段10由法兰12、热电偶13、导压管a14、导压管b15、压差表16、绝对压力表17、第一管路接头18、阀门19、导压管c20、导压管d21、高温热阻炉23、支撑结构26、导压管e27、第一导压管f28、圆形管道29、导压管g30、导压管h31、导压管j32、第二管路接头33、第三管路接头34和第二导压管f35组成；所述的空气压缩机1的出气口与稳压罐2的入口相连，稳压罐2的出口与气液分离器3的入口相连，气液分离器3的出气口与减压阀4的入口相连，减压阀4的出口与调节阀5的入口相连，调节阀5的出口分出两条支路，其中一条支路连通截止阀a6的入口，截止阀a6的出口与旁路系统7的入口相连，另一条支路与温压补偿涡轮流量计8的入口相连，温压补偿涡轮流量计8的出口与截止阀b9的入口相连，截止阀b9的出口与测试段10的入口22相连，测试段10的出口25与出口稳定段11的入口相连；所述的测试段10中的圆形管道29的两边分别设置有一组法兰12，在靠近入口22的法兰的外侧和入口22之间设置有一个热电偶13，在靠近出口25的法兰的外侧和出口25之间设置有多个热电偶13，圆形管道29外壁夹在高温热阻炉23炉膛外和法兰之间的部分的底部分别设置多组热电偶13，圆形管道29在高温热阻炉23炉膛内部分的底部外壁设置有多组热电偶13；圆形管道29穿过高温热阻炉23的炉膛，圆形管道29中设置一对扇形薄片支撑结构26，一对扇形薄片支撑结构26分别设置于圆形管道29在高温热阻炉23炉膛内部分并且靠近出口25的上端和下端；圆形管道29在高温热阻炉23炉膛内部分的底部设置有一排与圆形管道29垂直的多个导压管e27和一个导压管g30，导压管g30设置在最靠近测试段10的入口22的一侧，另一外侧的一个导压管e27通过第一管路接头18与第一导压管f28连通，第一导压管f28的另一端与绝对压力表17连通，其余的导压管e27和导压管g30各通过一个第一管路接头18分别与一个导压管c20对应连通，每个导压管c20上均设置一个阀门19，每个导压管c20均与同一个导压管d21连通，导压管d21的一端是封闭的，另一端连通一个压差表16的一个入口，压差表16的另一个入口连通一个导压管b15，导压管b15与多组导压管j32连通，每个导压管j32各设置一个阀门19，每个导压管j32各通过一个第二管路接头33分别与一组导压管a14对应连通，每个导压管a14均与一个导压管e27垂直连通并且设置于第一管路接头18的上方；在导压管g30的第一管路接头18上方垂直连通一个导压管h31，导压管h31通过一个第三管路接头34与第二导压管f35连通，第二导压管f35的另一端连通一个绝对压力表17。本专利技术由供气系统提供稳定气流，采用温压补偿涡轮流量计8进行流量测量，高温热阻炉23加热多孔材料24，形成高温环境，气流依次流过进口稳定段、高温多孔对流换热测试段10和出口稳定段11，最终排出系统；通过热电偶13、压差表16和绝对压力表17进行数据采集，获得瞬态或稳态的多孔材料高温对流耦合换热基本数据，最终处理得到多孔材料24的体对流换热系数。专利技术的测量管内多孔材料与气流高温换热的实验装置的使用方法如下：一、关闭截止阀a6和减压阀4，打开截止阀b9，启动空气压缩机1至额定工况；二、打开并调节减压阀4和调节阀5，气流经稳压罐2、气液分离器3进入测试段10，调节温压补偿涡轮流量计8使得读数稳定在设定值；三、打开截止阀a6，关闭截止阀b9，使气流流经旁路系统7；四、打开高温热阻炉23，加热测试段10并达到实验要求温度，打开截止阀b9的同时关闭截止阀a6，使气流流经测试段10，实现气流与高温多孔材料的高温对流换热；五、温度和压力数据经由热电偶13、压差表16和绝对压力表17，由数据采集系统进行采集和存储，以分析不同工况下的传热和压降特性；六、获取实验数据后，关闭高温热阻炉23，继续供给气流，待测试段10冷却至常温，关闭空气压缩机1。本专利技术的优点：一、本专利技术的测量管内多孔材料与气流高温换热的实验装置可以完成在高温下(300K～1500K)测量多孔材料的耦合传热基本参数的实验操作。二、本专利技术的测量管内多孔材料与气流高温换热的实验装置具有各系统间协同运行、安全稳定、拆卸组装方便、多孔材料可更换、重复测量性高等特点。附图说明图1为本专利技术的测量管内多孔材料与气流高温换热的实验装置的示意图；图2为本专利技术的测量管内多孔材料与气流高温换热的实验装置中测试段的示意图；图3为图2的A-A剖视图；图4为图2的B-B剖视图。具体实施方式具体实施方式一：本实施方式为一种测量管内多孔材料与气流高温换热的实验装置，结合图1-4，本实施方式由空气压缩机1、稳压罐2、气液分离器3、减压阀4、调节阀5、截止阀a6、旁路系统7、温压补偿涡轮流量计8、截止阀b9、测试段10和出口稳定段11组成；所述的测试段10由法兰12、热电偶13、导压管a14、导压管b15、压差表16、绝对压力表17、第一管路接头18、阀门19、导压管c20、导压管d21、高温热阻炉23、支撑结构26、导压管e27、第一导压管f28、圆形管道29、导压管g30、导压管h31、导压管j32、第二管路接头33、第三管路接头34和第二导压管f35组成；所述的空气压缩机1的出气口与稳压罐2的入口相连，稳压罐2的出口与气液分离器3的入口相连，气液分离器3的出气口与减压阀4的入口相连，减压阀4的出口与调节阀5的入口相连，调节阀5的出口分出两条支路，其中一条支路连通截止阀a6的入口，截止阀a6的出口与旁路系统7的入口相连，另一条支路与温压补偿涡轮流量计8的入口相连，温压补偿涡轮流量计8的出口与截止阀b9的入口相连，截止阀b9的出口与测试段10的入口22相连，测试段10的出口25与出口稳定段11的入口相连；所述的测试段10中的圆形管道29的两边分别设置有一组法兰12，在靠近入口22的法兰的外侧和入口22之间设置有一个热电偶13，在靠近出口25的法兰的外侧和出口25之间设置有多个热电偶13，圆形管道29外壁夹在高温热阻炉23炉膛外和法本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种测量管内多孔材料与气流高温换热的实验装置，其特征在于测量管内多孔材料与气流高温换热的实验装置由空气压缩机(1)、稳压罐(2)、气液分离器(3)、减压阀(4)、调节阀(5)、截止阀a(6)、旁路系统(7)、温压补偿涡轮流量计(8)、截止阀b(9)、测试段(10)和出口稳定段(11)组成；所述的测试段(10)由法兰(12)、热电偶(13)、导压管a(14)、导压管b(15)、压差表(16)、绝对压力表(17)、管路接头(18)、阀门(19)、导压管c(20)、导压管d(21)、高温热阻炉(23)、支撑结构(26)、导压管e(27)、导压管f(28)、圆形管道(29)、导压管g(30)、导压管h(31)和导压管j(32)组成；所述的空气压缩机(1)的出气口与稳压罐(2)的入口相连，稳压罐(2)的出口与气液分离器(3)的入口相连，气液分离器(3)的出气口与减压阀(4)的入口相连，减压阀(4)的出口与调节阀(5)的入口相连，调节阀(5)的出口分出两条支路，其中一条支路连通截止阀a(6)的入口，截止阀a(6)的出口与旁路系统(7)的入口相连，另一条支路与温压补偿涡轮流量计(8)的入口相连，温压补偿涡轮流量计(8)的出口与截止阀b(9)的入口相连，截止阀b(9)的出口与测试段(10)的入口(22)相连，测试段(10)的出口(25)与出口稳定段(11)的入口相连；所述的测试段(10)中的圆形管道(29)的两边分别设置有一组法兰(12)，在靠近入口(22)的法兰的外侧和入口(22)之间设置有一个热电偶(13)，在靠近出口(25)的法兰的外侧和出口(25)之间设置有多个热电偶(13)，在圆形管道(29)外壁夹在高温热阻炉(23)炉膛外和法兰之间的部分的底部分别设置多组热电偶(13)，圆形管道(29)在高温热阻炉(23)炉膛内部分的底部外壁设置有多组热电偶(13)；圆形管道(29)穿过高温热阻炉(23)的炉膛，圆形管道(29)中设置一对扇形薄片支撑结构(26)，一对扇形薄片支撑结构(26)分别设置于圆形管道(29)在高温热阻炉(23)炉膛内部分并且靠近出口(25)的上端和下端；圆形管道(29)在高温热阻炉(23)炉膛内部分的底部设置有一排与圆形管道(29)垂直的多个导压管e(27)和一个导压管g(30)，导压管g(30)设置在最外侧，另一外侧的一个导压管e(27)通过管路接头(18)与导压管f(28)连通，导压管f(28)的另一端与绝对压力表(17)连通，其余的导压管e(27)和导压管g(30)各通过一个管路接头(18)与多个导压管c(20)对应连通，每个导压管c(20)上均设置一个阀门(19)，每个导压管c(20)均与同一个导压管d(21)连通，导压管d(21)的一端是封闭的，另一端连通一个压差表(16)的一个入口，压差表(16)的另一个入口连通一个导压管b(15)，导压管b(15)与多组导压管j(32)连通，每个导压管j(32)各设置一个阀门(19)，每个导压管j(32)各通过一个管路接头(18)与多组导压管a(14)对应连通，每个导压管a(14)均与一个导压管e(27)垂直连通并且设置于管路接头(18)的上方；在导压管g(30)的管路接头(18)上方垂直连通一个导压管h(31)，导压管h(31)通过一个管路接头(18)与导压管f(28)连通，导压管f(28)的另一端连通一个绝对压力表(17)。...
【技术特征摘要】
1.一种测量管内多孔材料与气流高温换热的实验装置，其特征在于测量管内多孔材料与气流高温换热的实验装置由空气压缩机(1)、稳压罐(2)、气液分离器(3)、减压阀(4)、调节阀(5)、截止阀a(6)、旁路系统(7)、温压补偿涡轮流量计(8)、截止阀b(9)、测试段(10)和出口稳定段(11)组成；所述的测试段(10)由法兰(12)、热电偶(13)、导压管a(14)、导压管b(15)、压差表(16)、绝对压力表(17)、第一管路接头(18)、阀门(19)、导压管c(20)、导压管d(21)、高温热阻炉(23)、支撑结构(26)、导压管e(27)、第一导压管f(28)、圆形管道(29)、导压管g(30)、导压管h(31)、导压管j(32)、第二管路接头(33)、第三管路接头(34)和第二导压管f(35)组成；所述的空气压缩机(1)的出气口与稳压罐(2)的入口相连，稳压罐(2)的出口与气液分离器(3)的入口相连，气液分离器(3)的出气口与减压阀(4)的入口相连，减压阀(4)的出口与调节阀(5)的入口相连，调节阀(5)的出口分出两条支路，其中一条支路连通截止阀a(6)的入口，截止阀a(6)的出口与旁路系统(7)的入口相连，另一条支路与温压补偿涡轮流量计(8)的入口相连，温压补偿涡轮流量计(8)的出口与截止阀b(9)的入口相连，截止阀b(9)的出口与测试段(10)的入口(22)相连，测试段(10)的出口(25)与出口稳定段(11)的入口相连；所述的测试段(10)中的圆形管道(29)的两边分别设置有一组法兰(12)，在靠近入口(22)的法兰的外侧和入口(22)之间设置有一个热电偶(13)，在靠近出口(25)的法兰的外侧和出口(25)之间设置有多个热电偶(13)，圆形管道(29)外壁夹在高温热阻炉(23)炉膛外和法兰之间的部分的底部分别设置多组热电偶(13)，圆形管道(29)在高温热阻炉(23)炉膛内部分的底部外壁设置有多组热电偶(13)；圆形管道(29)穿过高温热阻炉(23)的炉膛，圆形管道(29)中设置一对扇形薄片支撑结构(26)，一对扇形薄片支撑结构(26)分别设置于圆形管道(29)在...
【专利技术属性】
技术研发人员：夏新林，陈学，李洋，艾青，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
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