换热器沸腾换热能效测试平台以及测试方法技术

本发明专利技术公开了一种换热器沸腾换热能效测试平台，包括锅炉和冷却塔，锅炉分别连接压缩空气加热器、热水加热器和蒸汽分汽器，热水加热器连接热水分水器，压缩空气加热器和热水分水器均连接混合器；本发明专利技术在沸腾换热实验时，保持水蒸气流量不变，通过改变气液混合物的流量，得出液态液相含量、空气含量对沸腾换热系数、摩擦压力降的影响，找出质量含气率与螺旋扁管管束外沸腾换热系数、摩擦压力降的关系；保持气液混合物的流量不变，通过改变水蒸气的流量，找出水蒸气流量的变化与螺旋扁管管束中沸腾换热系数的关系；保持以上测量值不变，通过改变螺旋扁管管束的结构参数螺距，来比较管束结构对沸腾换热系数的影响。

【技术实现步骤摘要】
换热器沸腾换热能效测试平台以及测试方法
本专利技术属于换热器测试
，特别涉及一种换热器沸腾换热能效测试平台以及测试方法。
技术介绍
随着现代科学技术包括计算机技术、通信技术、传感技术、现代控制理论等的发展，现代检测技术的逐渐成熟，全新的测试技术具有高精度、实时性高、界面友好、易操作等优点，被广泛应用于实际生产及实验室研究中；近年来，随着工业生产对于换热器精准度要求的不断提高，换热器性能测试平台开发研究工作发展的很快。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术提供了一种换热器沸腾换热能效测试平台以及测试方法，以解决现有技术中换热器精准度的问题。技术方案：为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种换热器沸腾换热能效测试平台，包括锅炉和冷却塔，所述锅炉分别连接压缩空气加热器、热水加热器和蒸汽分汽器，所述热水加热器连接热水分水器，所述压缩空气加热器和热水分水器均连接混合器，所述蒸汽分汽器和混合器均连接沸腾实验元件；所述沸腾实验元件分别连接分离器和第二水冷却器；所述分离器分别连接蒸汽冷凝器和第一水冷凝器；所述第二水冷却器、蒸汽冷凝器和第一水冷凝器上均连接有排水口；所述冷却水水箱连接有冷却塔，冷却塔分别连接第二水冷却器、蒸汽冷凝器和第一水冷凝器；所述第二水冷却器、蒸汽冷凝器和第一水冷凝器再分别连接冷却水水箱形成回路；所述压缩空气加热器还连接储气罐，所述储气罐连接有空气压缩机，热水加热器还连接有热水水箱。进一步的，所述压缩空气加热器和热水加热器上还分别设置有疏水器。进一步的，所述空气压缩机和储气罐、锅炉和压缩空气加热器、锅炉和热水加热器、锅炉和蒸汽分汽器、混合器和沸腾实验元件、沸腾实验元件和分离器、沸腾实验元件和第二水冷却器、分离器和蒸汽冷凝器、分离器和第一水冷凝器之间均设置有球阀；所述第二水冷却器、蒸汽冷凝器和第一水冷凝器与其相对应的排水口之间均设置有球阀。进一步的，所述压缩空气加热器和混合器之间依次并联有两组调节阀、两个流量计和两个球阀，又串联有一个球阀和一个单向阀；所述蒸汽分汽器和沸腾实验元件之间并联有两组调节阀、两个流量计和两个球阀，又串联有一个球阀；所述热水分水器和混合器之间并联有两组调节阀、两个流量计和两个球阀，又串联有一个单向阀。进一步的，所述热水水箱和热水加热器之间并联有两组球阀、两个水泵和两个单向阀；所述冷却水水箱和冷却塔之间并联有两组球阀、两个水泵和两个单向阀，又串联有一个球阀。进一步的，所述储气罐、热水水箱和冷却水水箱上均设置有测温口和压力测口；所述沸腾实验元件的进出管道口均设置有测温口和压力测口；所述第二水冷却器、蒸汽冷凝器和第一水冷凝器的出口管道口均设置有测温口，且冷却塔和第二水冷却器之间进入第二水冷却器的管道口设置有测温口，冷却塔和蒸汽冷凝器之间进入蒸汽冷凝器的管道口设置有测温口、冷却塔和第一水冷凝器之间进入第一水冷凝器的管道口设置有测温口。进一步的，所述第二水冷却器和冷却水水箱、蒸汽冷凝器和冷却水水箱、第一水冷凝器和冷却水水箱之间均设置有单向阀。进一步的，所述冷却塔与第二水冷却器、蒸汽冷凝器和第一水冷凝器之间设置有总球阀，并分别设置有支路球阀。进一步的，所述调节阀均接储气罐的气动阀口。一种换热器沸腾换热能效测试方法，包括水-空气系统、蒸汽系统和冷却水系统，包括以下步骤：在水-空气系统中，热水水泵将热水从热水水箱中抽出，经过压力、温度的测量后经球阀和单向阀流出，通过热水加热器的预热进入热水分水器，达到饱和状态，热水再通过调节阀、流量计和球阀后进入混合器；空气是由空气压缩机提供，经球阀后经过储气罐进入压缩空气加热器预热，随后压缩空气进入混合器与热水混合；混合后的气液混合物进入沸腾实验元件受热沸腾，由沸腾实验元件流出的气液混合物进入分离器；气化的水蒸气和空气进入蒸汽冷凝器中，经过冷却水降温，冷凝放热后称重排出；未气化的水进入第一水冷凝器中，经过冷却水降温处理后称重排出；在蒸汽系统中，由电加热锅炉产生的饱和蒸汽分为三路运行，一路通过压缩空气加热器管程对壳程的空气进行预热，冷凝后排出；另一路通过热水加热器的管程对壳程的热水进行加热，冷凝后排出；最后一路先进入蒸汽分蒸汽，再经过调节阀，流量计，球阀直接进入沸腾实验元件的管程对气液混合物进行加热，使之沸腾，随后排出至第二水冷却器，与冷却塔提供的冷却水进行冷凝放热后，称重排出；在冷却系统中，冷却水水泵将冷水从冷却水水箱抽出经过冷却塔冷却分为三路运行，一路进入第二水冷却器进行冷凝，另一路进入蒸汽冷凝器冷凝，最后一路进入第一水冷凝器给未气化的水进行降温，最终三路冷却水回到冷却水水箱中。有益效果：本专利技术在沸腾换热实验时，保持水蒸气流量不变，通过改变气液混合物的流量，得出液态液相含量、空气含量对沸腾换热系数、摩擦压力降的影响，找出质量含气率与螺旋扁管管束外沸腾换热系数、摩擦压力降的关系；保持气液混合物的流量不变，通过改变水蒸气的流量，找出水蒸气流量的变化与螺旋扁管管束中沸腾换热系数的关系；保持以上测量值不变，通过改变螺旋扁管管束的结构参数螺距，来比较管束结构对沸腾换热系数的影响。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；其中：1-空气压缩机，2-储气罐，3-压缩空气加热器，4-锅炉，5-热水加热器，6-热水分水器，7-蒸汽分汽器，8-混合器，9-热水水箱，10-沸腾实验元件，11-分离器，12-第二水冷却器，13-蒸汽冷凝器，14-第一水冷凝器，15-冷却水水箱，16-冷凝塔。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作更进一步的说明。如图1所示，一种换热器沸腾换热能效测试平台，包括锅炉4和冷却塔16，所述锅炉4分别连接压缩空气加热器3、热水加热器5和蒸汽分汽器7，所述热水加热器5连接热水分水器6，所述压缩空气加热器3和热水分水器6均连接混合器8，所述蒸汽分汽器7和混合器8均连接沸腾实验元件10；所述沸腾实验元件10分别连接分离器11和第二水冷却器12；所述分离器11分别连接蒸汽冷凝器13和第一水冷凝器14；所述第二水冷却器12、蒸汽冷凝器13和第一水冷凝器14上均连接有排水口；所述冷却水水箱15连接有冷却塔16，冷却塔16分别连接第二水冷却器12、蒸汽冷凝器13和第一水冷凝器14；所述第二水冷却器12、蒸汽冷凝器13和第一水冷凝器14再分别连接冷却水水箱15形成回路；所述压缩空气加热器3还连接储气罐2，所述储气罐2连接有空气压缩机1，热水加热器5还连接有热水水箱9。所述压缩空气加热器3和热水加热器5上还分别设置有疏水器。所述空气压缩机1和储气罐2、锅炉4和压缩空气加热器3、锅炉4和热水加热器5、锅炉4和蒸汽分汽器7、混合器8和沸腾实验元件10、沸腾实验元件10和分离器11、沸腾实验元件10和第二水冷却器12、分离器11和蒸汽冷凝器13、分离器11和第一水冷凝器14之间均设置有球阀；所述第二水冷却器12、蒸汽冷凝器13和第一水冷凝器14与其相对应的排水口之间均设置有球阀。所述压缩空气加热器3和混合器8之间依次并联有两组调节阀、两个流量计和两个球阀，又串联有一个球阀和一个单向阀；所述蒸汽分汽器7和沸腾实验元件10之间并联有两组调节阀、两个流量计和两个球阀，又串联有一个球阀；所述热水分水器6和混合器8之间并联有两组调节阀、两个流量计和两个球阀，又串联有一个单向阀。所述热水水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种换热器沸腾换热能效测试平台，其特征在于：包括锅炉（4）和冷却塔（16），所述锅炉（4）分别连接压缩空气加热器（3）、热水加热器（5）和蒸汽分汽器（7），所述热水加热器（5）连接热水分水器（6），所述压缩空气加热器（3）和热水分水器（6）均连接混合器（8），所述蒸汽分汽器（7）和混合器（8）均连接沸腾实验元件（10）；所述沸腾实验元件（10）分别连接分离器（11）和第二水冷却器（12）；所述分离器（11）分别连接蒸汽冷凝器（13）和第一水冷凝器（14）；所述第二水冷却器（12）、蒸汽冷凝器（13）和第一水冷凝器（14）上均连接有排水口；所述冷却水水箱（15）连接有冷却塔（16），冷却塔（16）分别连接第二水冷却器（12）、蒸汽冷凝器（13）和第一水冷凝器（14）；所述第二水冷却器（12）、蒸汽冷凝器（13）和第一水冷凝器（14）再分别连接冷却水水箱（15）形成回路；所述压缩空气加热器（3）还连接储气罐（2），所述储气罐（2）连接有空气压缩机（1），热水加热器（5）还连接有热水水箱（9）。

【技术特征摘要】
1.一种换热器沸腾换热能效测试平台，其特征在于：包括锅炉（4）和冷却塔（16），所述锅炉（4）分别连接压缩空气加热器（3）、热水加热器（5）和蒸汽分汽器（7），所述热水加热器（5）连接热水分水器（6），所述压缩空气加热器（3）和热水分水器（6）均连接混合器（8），所述蒸汽分汽器（7）和混合器（8）均连接沸腾实验元件（10）；所述沸腾实验元件（10）分别连接分离器（11）和第二水冷却器（12）；所述分离器（11）分别连接蒸汽冷凝器（13）和第一水冷凝器（14）；所述第二水冷却器（12）、蒸汽冷凝器（13）和第一水冷凝器（14）上均连接有排水口；所述冷却水水箱（15）连接有冷却塔（16），冷却塔（16）分别连接第二水冷却器（12）、蒸汽冷凝器（13）和第一水冷凝器（14）；所述第二水冷却器（12）、蒸汽冷凝器（13）和第一水冷凝器（14）再分别连接冷却水水箱（15）形成回路；所述压缩空气加热器（3）还连接储气罐（2），所述储气罐（2）连接有空气压缩机（1），热水加热器（5）还连接有热水水箱（9）。2.根据权利要求1所述的换热器沸腾换热能效测试平台，其特征在于：所述压缩空气加热器（3）和热水加热器（5）上还分别设置有疏水器。3.根据权利要求1所述的换热器沸腾换热能效测试平台，其特征在于：所述空气压缩机（1）和储气罐（2）、锅炉（4）和压缩空气加热器（3）、锅炉（4）和热水加热器（5）、锅炉（4）和蒸汽分汽器（7）、混合器（8）和沸腾实验元件（10）、沸腾实验元件（10）和分离器（11）、沸腾实验元件（10）和第二水冷却器（12）、分离器（11）和蒸汽冷凝器（13）、分离器（11）和第一水冷凝器（14）之间均设置有球阀；所述第二水冷却器（12）、蒸汽冷凝器（13）和第一水冷凝器（14）与其相对应的排水口之间均设置有球阀。4.根据权利要求1所述的换热器沸腾换热能效测试平台，其特征在于：所述压缩空气加热器（3）和混合器（8）之间依次并联有两组调节阀、两个流量计和两个球阀，又串联有一个球阀和一个单向阀；所述蒸汽分汽器（7）和沸腾实验元件（10）之间并联有两组调节阀、两个流量计和两个球阀，又串联有一个球阀；所述热水分水器（6）和混合器（8）之间并联有两组调节阀、两个流量计和两个球阀，又串联有一个单向阀。5.根据权利要求1所述的换热器沸腾换热能效测试平台，其特征在于：所述热水水箱（9）和热水加热器（5）之间并联有两组球阀、两个水泵和两个单向阀；所述冷却水水箱（15）和冷却塔（16）之间并联有两组球阀、两个水泵和两个单向阀，又串联有一个球阀。6.根据权利要求1所述的换热器沸腾换热能效测试平台，其特征在于：所述储气罐（2）、热水水箱（9）和冷却水水箱（15）上均设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：李维，尹述平，张丹丹，汤思益，潘瑜琰，谢明炜，黄风华，毛磊，黄其斌，杨丽君，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32