一种超临界二氧化碳换热实验系统及实验方法技术方案

本发明专利技术公开了一种超临界二氧化碳换热实验系统及实验方法，包括气源系统、换热系统、尾气系统和数据采集系统；所述气源系统的出气端与换热系统连通设置，所述数据采集系统设置在换热系统与实验对象相互作用的实验区域，所述换热系统与尾气系统连通，所述尾气系统与气源系统连通和/或与外界连通；发明专利技术通过将常规工业二氧化碳气源改为自增压杜瓦瓶存储的高压二氧化碳气源，可免除气源的增压装置，减少气源的不稳定性，缩短超临界二氧化碳的准备时间；本发明专利技术采用感应线圈辐射加热或平面火焰加热的方式来进行传热热边界的控制，有效控制范围更宽，且温度和热流量上限更高，便于适应不同形状换热部件的加热要。同形状换热部件的加热要。同形状换热部件的加热要。

【技术实现步骤摘要】
一种超临界二氧化碳换热实验系统及实验方法


[0001]本专利技术涉及物质传热传质领域，特别是涉及关于超临界二氧化碳在不同热边界和流动边界条件情况下换热性能测试的实验系统和方法。

技术介绍

[0002]随着我国科研技术的不断创新和发展，自主研发的热能动力装置性能有了明显增强。与此同时，这些热能动力装置的换热要求也在不断提高，以适应极限工况下的冷却或热能转换需求。
[0003]超临界二氧化碳密度高、储存性好、无毒，常温下超临界状态容易实现，并且具有良好的传热性能，是极具潜力的冷却换热流体介质；然而，对于所有超临界流体而言，其超临界状态首温度、压力影响，并且该状态下超临界流体的传热和流动特性非常复杂。
[0004]因此，在测试或应用过程中，需要对超临界二氧化碳的来流和边界条件进行精细调控，同时提供极限工况的模拟能力，才能准确获取其流动传热特性，使得测试或应用的可靠性得到保证。
[0005]目前关于超临界二氧化碳换热性能测试的实验系统在传热的温度边界条件控制，主要通过对二氧化碳气体在缓冲罐或储气罐内进行增压获取超临界二氧化碳，并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超临界二氧化碳换热实验系统，其特征在于：包括气源系统、换热系统、尾气系统和数据采集系统；所述气源系统的出气端与换热系统连通设置，所述数据采集系统设置在换热系统与实验对象相互作用的实验区域，所述换热系统与尾气系统连通，所述尾气系统与气源系统连通和/或与外界连通。2.根据权利要求1所述的一种超临界二氧化碳换热实验系统，其特征在于：所述气源系统包括自增压二氧化碳气源、电加热器和高压储气装置；所述自增压二氧化碳气源、电加热器和高压储气装置以此连通；二氧化碳气源在进过电加热器后进入到高压储气装置中进行憋压储存。3.根据权利要求2所述的一种超临界二氧化碳换热实验系统，其特征在于：所述自增压二氧化碳气源之间设置有第一压力表、第一开关阀门和第一泄压阀；所述第一开关阀门设置在第一压力表和第一泄压阀之间。4.根据权利要求3所述的一种超临界二氧化碳换热实验系统，其特征在于：所述高压储气装置与换热系统之间设置有第二开关阀门、第二压力表、第二泄压阀和第一流量计；所述第二开关阀门设置在高压储气装置的出气端，所第二压力表设置在第二开关阀和第二泄压阀之间，所述第一流量计设置在第二泄压阀之后。5.根据权利要求1所述的一种超临界二氧化碳换热实验系统，其特征在于：所述换热系统包括第一热电偶、加热部、测试部件、第二热电偶；所述第一热电偶和第二热电偶分别设置在测试部件的两端，所述加热部对测试部件进行加热；所述第一热电偶和气源系统之间设置有第三开关阀门和第三压力表。6.根据权利要求1所述的一种超临界二氧化碳换热实验系统，其特征在于：所述尾气系统包括主管路、第一分管路和第二分管路，所述主管路与测试部件的出口端连通，所述第一分管路和第二分管路分别于主管路连通设置；所述主管路上设置有尾气冷却器、第三热电偶、第三泄压阀和第四压力表；所述第二分管路包括第六开关阀和排空喷管。7.根据权利要求6所述的一种超临界二氧化碳换热实验系统，其特征在于：所述第一分管路与高压储气罐连通设置，所述第一分管路上设置有第四开关阀门、尾气增压泵、第五压力表、第五开关阀门和第四泄压阀；所述第四开关阀设置在第一分管路的进口端处；所述尾气增压泵设置第四开关阀门和第五压力表之间，所述第五开关阀门设置在第五压力表和第四泄压阀之间。8.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄崇湘，张健鹏，胡勇，高磊，刘代刚，洪路平，李苍兴，陈寿卫，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：