一种用于超薄均热板临界热流密度研究的可视化实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于超薄均热板临界热流密度研究的可视化实验装置，包括环形的侧板，侧板下端连接有样品，样品与侧板半合围形成工质容腔，侧板上部可拆卸地连接有第一透明绝热板，第一透明绝热板上端设有与工质容腔连通的加液孔，第一透明绝热板下端抵接于样品上端，第一透明绝热板与样品之间的间隙形成工质流道，第一透明绝热板与样品之间距离可以调节，样品设有加热装置和温度传感装置。能够观察到工质在不同尺寸的工质流道中的气液变化情况，满足更多实验需求。通过控制工质温度、加热热流和工质流道等参数，实现多边界条件耦合作用下对超临界压力流体在工质流道内对流传热及汽泡动力学特征的研究。汽泡动力学特征的研究。汽泡动力学特征的研究。

【技术实现步骤摘要】
一种用于超薄均热板临界热流密度研究的可视化实验装置


[0001]本专利技术涉及超薄均热板领域，特别是涉及一种用于超薄均热板临界热流密度研究的可视化实验装置。

技术介绍

[0002]临界热流密度是流动沸腾的传热极限，准确地预测临界热流密度值对均热板的设计具有重要意义。超薄均热板因具有结构紧凑、均温性好、换热面积大等优点被广泛应用在需小体积或需快速散高热的电子产品。
[0003]现有的均热板中预测临界热流密度的一些经验关系式都是基于自己实验数据拟合得到的，准确性强烈依赖于实验工况的相似性，无法推广到其他工况。所以，研究的方向在于通过可视化研究观察临界时两相的特性和汽泡行为，建立预测模型。传统的可视化装置采用一面金属和一面透明视窗压制的方式形成，给金属侧流道通电利用电阻的热效应给流体加热，并且在金属加热板外表面打孔嵌入热电偶获取流道内壁温度。这种装置存在流道间隙无法精确控制，加工困难，不方便拆装等问题。
[0004]现有技术公开了一种流体研究用可视化实验装置，包括流道组件，方体框架、两个相对的绝热板以及电加热板；两个绝热板之间的间隙形成流道，两个绝热板的朝向所述流道的板面上均设置有所述电加热板；方体框架上相对的两个侧壁上均开设有观察窗，且所述观察窗与两个所述绝热板之间的间隙相对。虽然该结构设计可以从侧面直观的观察气泡生长，但该装置中的两个绝热板的间隙不能调整，适应性不强，无法研究间隙效应对流动的影响。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术的目的是：提供一种用于超薄均热板临界热流密度研究的可视化实验装置，实现多边界条件耦合作用下对超临界压力流体在工质流道内对流传热及汽泡动力学特征的研究，为研究工质流道中临界沸腾现象的机理提供实验条件。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种用于超薄均热板临界热流密度研究的可视化实验装置，包括环形的侧板，侧板下端连接有样品，样品与侧板半合围形成工质容腔，侧板上部可拆卸地连接有第一透明绝热板，第一透明绝热板上端设有与工质容腔连通的加液孔，第一透明绝热板下端抵接于样品上端，第一透明绝热板与样品之间的间隙形成工质流道，第一透明绝热板与样品之间距离可以调节，样品设有加热装置和温度传感装置。
[0008]进一步，第一透明绝热板与侧板螺纹连接。
[0009]进一步，侧板为第二透明绝热板，第二透明绝热板上部卡接有上盖，加液孔设于上盖，上盖中部设有通孔，第一透明绝热板与上盖之间设有调节套筒，调节套筒下端抵接于第一透明绝热板，调节套筒外侧壁螺纹连接于上盖通孔，调节套筒设有观察孔，观察孔与样品
对应。
[0010]进一步，第二透明绝热板一侧设有光源和高速相机，光源和高速相机均朝向工质流道方向布置。
[0011]进一步，调节套筒与第一透明绝热板之间设有内密封圈，调节套筒与上盖之间设有外密封圈。
[0012]进一步，调节套筒内侧壁设有内阶梯结构，内阶梯结构设于内密封圈一侧，调节套筒外侧壁设有外阶梯结构，外阶梯结构设于外密封圈一侧。
[0013]进一步，加热装置包括铜块与加热棒，铜块上部设有铜块凹槽，样品卡接于铜块凹槽，加热棒镶嵌于铜块内。
[0014]进一步，温度传感装置包括热电偶，热电偶设于加热棒一侧，热电偶镶嵌于铜块内。
[0015]进一步，样品与铜块之间填充有高导热材料。
[0016]进一步，还包括耐热下底板，耐热下底板设有底板通孔与环形凹槽，铜块穿设于底板通孔，第二透明绝热板卡接于环形凹槽，耐热下底板下端连接有电木底座，铜块下端抵接于电木底座。
[0017]总的说来，本专利技术具有如下优点：
[0018]能够观察到工质在不同尺寸的工质流道中的气液变化情况，满足更多实验需求。通过控制工质温度、加热热流和工质流道等参数，实现多边界条件耦合作用下对超临界压力流体在工质流道内对流传热及汽泡动力学特征的研究。
附图说明
[0019]图1为本专利技术实施例的立体结构示意图。
[0020]图2为本专利技术实施例的主视示意图。
[0021]图3为本专利技术实施例的剖视示意图。
[0022]图4为耐热下底板的立体结构示意图。
[0023]图5为上盖的俯视示意图。
[0024]图6为铜块的平面示意图。
[0025]附图标记说明：
[0026]1——耐热下底板，11——底板通孔，12——U型槽道，13——环形凹槽，14——排液孔；
[0027]2——上盖，21——加液孔，22——压力测量口，23——柔性热电偶口；
[0028]3——铜块，31——加热棒孔，32——热电偶孔；
[0029]4——调节套筒；
[0030]51——石英玻璃管，52——石英玻璃板；
[0031]61——热电偶，62——加热棒；
[0032]7——电木底座；
[0033]81——内密封圈，82——外密封圈，83——样品处密封圈，84——石英玻璃管密封圈；
[0034]9——样品。
具体实施方式
[0035]下面来对本专利技术做进一步详细的说明。
[0036]如图1～图3、图6所示，一种用于超薄均热板临界热流密度研究的可视化实验装置，包括环形的侧板，侧板下端连接有样品9，样品9与侧板半合围形成工质容腔，侧板上部可拆卸地连接有第一透明绝热板，第一透明绝热板上端设有与工质容腔连通的加液孔21，第一透明绝热板下端抵接于样品9上端，第一透明绝热板与样品9之间的间隙形成工质流道，第一透明绝热板与样品9之间距离可以调节，样品9设有加热装置和温度传感装置。
[0037]具体地，加热装置用于为样品9加热，温度传感装置用于检测样品9的温度。加液孔21设有孔塞。使用时，打开孔塞，工质从加液孔21加进工质容腔，并流进第一透明绝热板与样品9之间的工质流道。加完工质后可以盖上孔塞，按照实验需求对工质容腔内部进行加压或减压操作。样品9优选为块状。工质在经过加热装置加热后的样品9上受热后发生气液变化。透过上方的第一透明绝热板，可以观察工质在狭窄的工质流道中受热后发生的气液两相热力学行为。由于第一透明绝热板与样品9之间距离可以调节，因此能够观察到工质在不同尺寸的工质流道中的气液变化情况，满足更多实验需求。通过控制工质温度、加热热流和工质流道等参数，实现多边界条件耦合作用下对超临界压力流体在工质流道内对流传热及汽泡动力学特征的研究。
[0038]通过将观测到的热力学行为与温度传感装置传回的温度信息相结合，可为研究工质流道中临界沸腾现象的机理提供实验条件，进而为设计超薄均热板提供了理论基础。
[0039]第一透明绝热板与侧板螺纹连接。
[0040]当第一透明绝热板旋紧与侧板的螺纹连接时，第一透明绝热板下端与样品9之间的间隙变小，工质流道变窄；当第一透明绝热板旋松与侧板的螺纹连接时，第一透明绝热板下端与样品9之间的间隙变大，工质流道变宽。因此，通过第一透明绝热板与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于超薄均热板临界热流密度研究的可视化实验装置，其特征在于：包括环形的侧板，侧板下端连接有样品，样品与侧板半合围形成工质容腔，侧板上部可拆卸地连接有第一透明绝热板，第一透明绝热板上端设有与工质容腔连通的加液孔，第一透明绝热板下端抵接于样品上端，第一透明绝热板与样品之间的间隙形成工质流道，第一透明绝热板与样品之间距离可以调节，样品设有加热装置和温度传感装置。2.按照权利要求1所述的一种用于超薄均热板临界热流密度研究的可视化实验装置，其特征在于：第一透明绝热板与侧板螺纹连接。3.按照权利要求2所述的一种用于超薄均热板临界热流密度研究的可视化实验装置，其特征在于：侧板为第二透明绝热板，第二透明绝热板上部卡接有上盖，加液孔设于上盖，上盖中部设有通孔，第一透明绝热板与上盖之间设有调节套筒，调节套筒下端抵接于第一透明绝热板，调节套筒外侧壁螺纹连接于上盖通孔，调节套筒设有观察孔，观察孔与样品对应。4.按照权利要求3所述的一种用于超薄均热板临界热流密度研究的可视化实验装置，其特征在于：第二透明绝热板一侧设有光源和高速相机，光源和高速相机均朝向工质流道方向布置。5.按照权利要求3所述的一种用于超薄均热板临界热流密度...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘旺玉，何芋钢，黄光文，罗远强，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：