模块式微通道换热器标准化实验平台、方法、设备及介质技术

本发明专利技术公开了一种模块式微通道换热器标准化实验平台、方法、设备及介质，本发明专利技术属于换热设备性能测量技术领域。实验平台包括连接成实验回路的测量模块、冷却模块、驱动模块和加热模块，以及连接在驱动模块和加热模块之间的稳压模块；测量模块，用于对不同结构的待测换热器进行测量，获得待测换热器的进出口热工参数；冷却模块，用于冷却流出待测换热器的实验工质以维持实验平台正常运转；驱动模块，用于驱动实验工质以固定流量运转，保证实验平台的稳定运行；加热模块，用于预热实验工质使其以预设温度值到达待测换热器进口；稳压模块，用于消纳实验平台内由于加热或冷却带来的压力波动。本发明专利技术采用模块化结构，能够实现拆装迅速简便。速简便。速简便。

【技术实现步骤摘要】
模块式微通道换热器标准化实验平台、方法、设备及介质


[0001]本专利技术涉及热交换设备测量
，具体涉及一种模块式微通道换热器标准化实验平台、方法、设备及介质。

技术介绍

[0002]换热器是进行热交换操作的通用工艺设备，广泛应用于核能、化学、动力、冶金等工业部门中。特别是在舰船、潜艇、飞行器的动力循环系统中，换热器对于传递、调配工质之间的能量有着重要作用。
[0003]随着科技水平的不断提升，人们对核电站、火电站、航空发动机内动力系统的环保友好性越来越重视，提高效率、降低成本和自然资源消耗是该领域未来发展的方向之一，同时为了使动力系统具备适用于各种复杂环境下的能力，小型化和模块化同样是它发展的目标。目前工业应用中在用的换热器类型主要包括管壳式换热器、板式换热器、板翅式换热器等，它们不能同时满足换热比表面积大、焊接强度高、体积小的要求。近年来，随着工业制造水平的提升，以高精度化学蚀刻和真空扩散焊为工艺核心的微通道紧凑换热器受到广泛关注，其流道尺寸小、紧凑程度高、焊接方式无焊渣、连接处强度接近母材，具有明显优势。
[0004]但是在应用微通道紧凑换热器的过程中发现，由于此类换热器一体成型加工，工艺复杂且耗时长，同时常规测试平台占地面积大、系统连接繁杂不易改造，导致测量一种结构的微通道紧凑换热器费时费力。

技术实现思路

[0005]为了解决现有测试设备占地面积大、不易改造的问题，本专利技术提供了一种模块式微通道换热器标准化实验平台。本专利技术采用模块化结构，能够实现拆装迅速简便。r/>[0006]本专利技术通过下述技术方案实现：一种模块式微通道换热器标准化实验平台，包括连接成实验回路的测量模块、冷却模块、驱动模块和加热模块，以及连接在驱动模块和加热模块之间作为充气旁路的稳压模块；其中，测量模块，用于对不同结构的待测换热器进行测量，获得待测换热器的进出口热工参数；冷却模块，用于冷却流出待测换热器的实验工质以维持实验平台正常运转；驱动模块，用于驱动实验工质以固定流量运转，保证实验平台的稳定运行；加热模块，用于提前加热实验工质，以保证在待测换热器进口前，提供达到预设温度值的实验工质；稳压模块，用于消纳实验平台内由于加热或冷却使实验工质膨胀或收缩带来的压力波动，维持实验平台的稳定和测量准确。
[0007]作为优选实施方式，本专利技术的测量模块包括待测换热器；所述待测换热器热侧的进出口分别与接口法兰焊接固定，所述待测换热器冷侧的
进出口通过管道与提供冷却水的冷源连接；实验工质通过所述待测换热器热侧进入微通道与冷却水之间发生流动换热；所述测量模块整体固定在模块外壳中。
[0008]作为优选实施方式，本专利技术的冷却模块包括冷却器；所述冷却器热侧的进出口分别与接口法兰焊接固定，所述冷却器冷侧的进出口通过管道与提供冷却水的冷源连接，实验工质通过热侧进入冷却器进行冷却后达到环境温度后流出所述冷却器；所述冷却模块整体固定在模块外壳中。
[0009]作为优选实施方式，本专利技术的驱动模块包括调节阀和驱动泵；所述调节阀与所述驱动泵通过管道并联连接构成实验旁路，并联后的进出口分别与接口法兰焊接固定；实验工质经过所述调节阀并受其调节；所述驱动模块整体固定在模块外壳中。
[0010]作为优选实施方式，本专利技术的加热模块包括预热器；所述预热器的进出口分别与接口法兰焊接固定；所述预热器两端的加热电极通过电缆和电源连接并与环境绝缘；所述加热模块整体固定在模块外壳中。
[0011]作为优选实施方式，本专利技术的稳压模块包括稳压器；所述稳压器的顶部接口通过软管与气源连接，所述稳压器的底部接口与接口法兰焊接固定；所述稳压模块整体固定在模块外壳中。
[0012]作为优选实施方式，本专利技术的模块外壳和接口法兰为标准化器件；且各个模块的模块外壳尺寸相同。
[0013]作为优选实施方式，本专利技术的模块外壳采用集装箱或压力容器；所述接口法兰采用平法兰或对焊法兰。
[0014]作为优选实施方式，本专利技术的测量模块和/或冷却模块和/或加热模块能够根据实际需要进行更改和/或增减。
[0015]作为优选实施方式，本专利技术的各个模块之间能够任意增加测量仪表或调节阀门。
[0016]作为优选实施方式，本专利技术的实验平台仅通过拆装测量模块，即可实现不同待测换热器的更换。
[0017]第二方面，本专利技术还提出了基于如上所述的模块式微通道换热器标准化实验平台的性能测量方法，包括：完成标准化实验平台的搭建；通过稳压模块向所述实验平台内充入预设量的实验工质，随后再冲入稳压气体，使实验回路稳定到预设压力；启动实验平台，通过调整冷却模块、驱动模块和加热模块，使待测换热器热侧进口处的实验工质的热工参数达到预设值；测量待测换热器冷热两侧进出口实验工质的热工参数，计算获得该换热器的流动传热性能。
[0018]第三方面，本专利技术提出了基于上述模块式微通道换热器标准化实验平台的数据处
理方法，包括：获取待测换热器热侧实验工质的参考温度和压力；根据所述参考温度和压力，得到热侧实验工质的雷诺数和普朗特数；根据待测换热器的换热面积、换热量和平均温差，计算得到待测换热器的传热系数；计算得到待测换热器的沿程压降；重复上述步骤，即可测量得到传热系数以及沿程压降随雷诺数和普朗特数变化的值。
[0019]第四方面，本专利技术提出了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述数据处理方法的步骤。
[0020]第五方面，本专利技术提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述数据处理方法的步骤。
[0021]本专利技术具有如下的优点和有益效果：常规换热器性能实验平台系统庞大难以拆装运输，并且更换待测换热器时所需工装较多，不便于操作。本专利技术与之相比，一方面采用模块化结构，拆装迅速简便，可以快速实现多种微通道换热器的性能测量，甚至可以将多个测量模块进行并联，同时测量多种微通道换热器的性能；另一方面各个结构采用标准化部件，增减简单，可以根据不同的环境参数要求串联连接加热模块或冷却模块，简化了测试环境，提高了实验平台的复用性和标准化程度，广泛应用于微通道换热器性能测量。
[0022]本专利技术基于提出的标准化实验平台以及相应的换热器性能测量方法，可快速获取不同结构的微通道紧凑换热器流动传热性能，为建立微通道紧凑换热器实验数据库和优化微通道紧凑换热器提供了技术支撑和数据支撑。
附图说明
[0023]此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：图1为本专利技术的实验平台结构示意图。
[0024]附图中标记及对应的零部件名称：1
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待测换热器，2
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冷却器，3
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调节阀，4
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驱动泵，5
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稳压器，6
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预热器，7
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模块外壳，8
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模块式微通道换热器标准化实验平台，其特征在于，包括连接成实验回路的测量模块、冷却模块、驱动模块和加热模块，以及连接在驱动模块和加热模块之间作为充气旁路的稳压模块；其中，测量模块，用于对不同结构的待测换热器进行测量，获得待测换热器的进出口热工参数；冷却模块，用于冷却流出待测换热器的实验工质以维持实验平台正常运转；驱动模块，用于驱动实验工质以固定流量运转，保证实验平台的稳定运行；加热模块，用于提前加热实验工质，以保证在待测换热器进口前，提供达到预设温度值的实验工质；稳压模块，用于消纳实验平台内由于加热或冷却使实验工质膨胀或收缩带来的压力波动，维持实验平台的稳定和测量准确。2.根据权利要求1所述的一种模块式微通道换热器标准化实验平台，其特征在于，所述测量模块包括待测换热器；所述待测换热器热侧的进出口分别与接口法兰焊接固定，所述待测换热器冷侧的进出口通过管道与提供冷却水的冷源连接；实验工质通过所述待测换热器热侧进入微通道与冷却水之间发生流动换热；所述测量模块整体固定在模块外壳中。3.根据权利要求1所述的一种模块式微通道换热器标准化实验平台，其特征在于，所述冷却模块包括冷却器；所述冷却器热侧的进出口分别与接口法兰焊接固定，所述冷却器冷侧的进出口通过管道与提供冷却水的冷源连接，实验工质通过热侧进入冷却器进行冷却后达到环境温度后流出所述冷却器；所述冷却模块整体固定在模块外壳中。4.根据权利要求1所述的一种模块式微通道换热器标准化实验平台，其特征在于，所述驱动模块包括调节阀和驱动泵；所述调节阀与所述驱动泵通过管道并联连接构成实验旁路，并联后的进出口分别与接口法兰焊接固定；实验工质经过所述调节阀并受其调节；所述驱动模块整体固定在模块外壳中。5.根据权利要求1所述的一种模块式微通道换热器标准化实验平台，其特征在于，所述加热模块包括预热器；所述预热器的进出口分别与接口法兰焊接固定；所述预热器两端的加热电极通过电缆和电源连接并与环境绝缘；所述加热模块整体固定在模块外壳中。6.根据权利要求1所述的一种模块式微通道换热器标准化实验平台，其特征在于，所述稳压模块包括稳压器；所述稳压器的顶部接口通过软管与气源连接，所述稳压器的底部接口与接口法兰焊接固定；所述稳压模块整体固定在模块外壳中。7.根据权利要求2
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6任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘睿龙，黄彦平，臧金光，刘光旭，刘旻昀，唐佳，费俊杰，郑若涵，卓文彬，
申请(专利权)人：中国核动力研究设计院，
类型：发明
国别省市：