一种气液两相冷却装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种气液两相冷却装置，包括冷却管道，加湿器及混合管，混合管一端连接在冷却管道的入口端处，加湿器设置在混合管冷却气体来向端部处且其出气口与混合管相连通。该冷却装置中的加湿器将冷却水雾化以产生雾滴，雾滴与冷却气体在混合管中混合，混合后的气、雾在流过所需冷却区域时，由冷却气体对流换热及雾滴蒸发相变共同从被冷却区域吸收热量。该装置在保留风冷运行成本较低、安全性好的优点的情况下，通过加入的微米级雾化液滴，大大增加了系统的冷却能力，解决了传统风冷系统存在的冷却能力不足的技术难题。

A Gas-liquid Two-phase Cooling Device

The invention discloses a gas-liquid two-phase cooling device, which comprises a cooling pipe, a humidifier and a mixing pipe. One end of the mixing pipe is connected at the inlet end of the cooling pipe. The humidifier is arranged at the end of the mixing pipe where the cooling gas comes to the end and the outlet is connected with the mixing pipe. The humidifier in the cooling device atomizes cooling water to produce droplets. The droplets are mixed with cooling gas in the mixing tube. When the mixed gas and fog flow through the required cooling area, the heat is absorbed from the cooling area by convection heat transfer of cooling gas and phase change of evaporation of droplets. With the advantages of low air cooling operation cost and good safety, the cooling capacity of the system is greatly increased by adding micro-atomized droplets, which solves the technical problem of insufficient cooling capacity of the traditional air cooling system.

【技术实现步骤摘要】
一种气液两相冷却装置
本专利技术属于电炉领域，具体涉及一种气液两相冷却装置。
技术介绍
电炉在生产过程中，电弧所产生的高温区域可达数千摄氏度，电炉熔池中的温度通常也在1500～1600℃间，因此电炉炉衬温度也很高。为了减少炉衬的侵蚀、降低炉衬由于交变热应力引起的炉衬耐材损坏程度，需对其进行降温冷却。目前电炉炉衬降温冷却主要有两种方式：通过冷却水冷却和通过冷却气体冷却。其中由于工艺及运行成本原因，一般电炉侧壁通过冷却水冷却，电炉底部通过冷却气体冷却；但冷却气体由于密度较小，常温、常压下密度通常在1～2kg/m3，比热在1kJ/kg左右，因此其热容能力有限；相同体积的水与冷却气体吸收相同的热量，冷却气体温度升高约为水的4000余倍；在实际生产中，我们常常遇到提高冷却气体流量，但冷却能力却不在提高的情况。另外，在铁沟冷却过程中，通常也有两种冷却方式：通过冷却水冷却和通过冷却气体冷却。通过冷却气体冷却由于其较低的运行成本，更小的运行风险，在铁沟冷却中也广泛采用；跟电炉底部冷却一样，采用风冷的铁沟也存在出口风温过高，冷却能力不足的问题，特别是在铁沟沟衬材料侵蚀特别严重的情况下，该问题更加明显。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种气液两相冷却装置，该装置综合了水冷和风冷的优点，大大增加了装置的冷却性能，有效解决了风冷中存在的冷却能力不足的技术难题。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种气液两相冷却装置，包括冷却管道，冷却管道布设在待冷却区域处，还包括加湿器及混合管，混合管一端连接在冷却管道的入口端处，加湿器设置在混合管冷却气体来向端部处且其出气口与混合管相连通。进一步，还包括控制器、温度传感器和湿度传感器，其中温度传感器和湿度传感器均设置在冷却管道的出口端处，且温度传感器和湿度传感器均与控制器电连接，控制器又与加湿器电连接。进一步，混合管的长度至少为其直径的五倍。进一步，混合管直径大于冷却管道直径。进一步，混合管的后端底部处设有排水口。进一步，排水口通过管道与加湿器的入水管相连。本专利技术的有益效果在于：该冷却装置中的加湿器将冷却水雾化以产生雾滴，雾滴与冷却气体在混合管中混合，混合后的气、雾在流过所需冷却区域时，一方面由冷却气体对流换热吸收被冷却区域的热量；另一方面，雾滴通过发生蒸发相变，也从被冷却区域吸收热量。在保留风冷运行成本较低、安全性好的优点的情况下，通过加入的微米级雾化液滴，大大增加了系统的冷却能力，解决了传统风冷系统存在的冷却能力不足的技术难题。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本专利技术提供如下附图进行说明：图1为本专利技术的结构示意图。具体实施方式下面将结合附图，对本专利技术的优选实施例进行详细的描述。如图所示，本专利技术中的气液两相冷却装置，包括冷却管道3，冷却管道3布设在电炉的待冷却区域处，还包括加湿器1及混合管2，混合管2一端连接在冷却管道3的入口端处，另一端接入冷却气体，加湿器1设置在混合管2的冷却气体来向端部处且其出气口与混合管2相连通。该冷却装置中，加湿器1将冷却水雾化以产生雾滴，吹入混合管2的冷却气体在经过加湿器1时与雾滴在混合管2中混合均匀，混合均匀的雾滴与冷却气体在流过所需冷却区域时，一方面由冷却气体对流换热吸收被冷却区域的热量；另一方面，雾滴通过发生蒸发相变，也从被冷却区域吸收热量。在常温30℃时，水的蒸发潜热为2424kJ/kg，而空气在常温30℃时的比热约为1kJ/kg；在冷却过程中，由雾滴蒸发所吸收的热量约为相同质量冷却气体温度升高1℃所吸收热量的2424倍。还需说明的是：通过选则加湿器，使之产生微米级的雾滴，一方面，微米级的雾滴可大大增加其蒸发冷却的比表面积，从而有利于雾滴的快速蒸发，提高装置的冷却能力；另一方面，微米级的雾滴也可有效防止未蒸发完的雾滴在冷却装置中形成大量的液态水。作为上述方案的进一步改进，还包括控制器6与信号传感器4，此处的信号传感器4为温度传感器和湿度传感器，其中温度传感器和湿度传感器均设置在冷却管道3的出口端处，且温度传感器和湿度传感器均与控制器6电连接，控制器6又与加湿器1电连接。具体的，设置在冷却管道3出口端的温度传感器和湿度传感器可对应检测冷却管道3出口处的冷却气体温度及水蒸气浓度，并根据检查数据通过控制器6来调节加湿器1的加湿量，以防止加湿量过大而在冷却装置中形成大量的液态水。作为上述方案的进一步改进，混合管2的长度至少为其直径的五倍。混合管直径大于冷却管道直径。通过设置较大的混合空间以使冷却气体与雾滴混合更均匀。作为上述方案的进一步改进，混合管2的后端(即气、雾排出端)部处设有排水口5，以使混合管2内形成的液态水可定期通过排水口5排出。作为上述方案的进一步改进，排水口5通过管道与加湿器1的入水管相连，从而实现循环利用。最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本专利技术的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本专利技术进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本专利技术权利要求书所限定的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气液两相冷却装置，包括冷却管道，冷却管道布设在待冷却区域处，其特征在于：还包括加湿器及混合管，混合管一端连接在冷却管道的入口端处，加湿器设置在混合管冷却气体来向端部处且其出气口与混合管相连通。

【技术特征摘要】
1.一种气液两相冷却装置，包括冷却管道，冷却管道布设在待冷却区域处，其特征在于：还包括加湿器及混合管，混合管一端连接在冷却管道的入口端处，加湿器设置在混合管冷却气体来向端部处且其出气口与混合管相连通。2.根据权利要求1所述的气液两相冷却装置，其特征在于：还包括控制器、温度传感器和湿度传感器，其中温度传感器和湿度传感器均设置在冷却管道的出口端处，且温度传感器和湿度传感器均与控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟渝，张瑶，陶迎，
申请(专利权)人：中冶赛迪技术研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50