本发明专利技术公开了一种脉动流产生装置及脉动传热系统，属于流体机械领域。装置包括：水箱、若干支管和驱动机构；若干支管包括第一支管、第二支管、第三支管和第四支管；该装置还包括与驱动机构相连的活塞和设在第一支管上的管道泵；水箱分别与第一支管、第二支管和第三支管的输入端相连；第二支管和第三支管的输出端与第一支管相连且位于管道泵与第一支管的输出端之间；第二支管和第三支管的输入端和输出端上分别设有止回阀；第四支管一端与第二支管连通，第四支管另一端与第三支管连通；活塞设在第四支管内，并与第四支管内壁活动相连；第二支管与第三支管的管口截面积相等。系统包括：换热设备和前述装置。本发明专利技术提高了脉动流频率的精确度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及流体机械领域，特别涉及一种脉动流产生装置及脉动传热系统。
技术介绍
脉动传热技术在工程中具有广泛的应用背景。通过脉动传热技术，可以实现高效的散热和传热，解决重要领域的热障瓶颈以及降低能源的消耗。脉动传热技术主要研究脉动流的传热特性。其中，脉动流(例如血液等)为流动参数，例如压力、速度等，发生周期性变化的流体。在脉动传热技术的研究中，脉动流的产生是一个重要的课题。现有的脉动流产生装置主要包括，存放液体介质的液箱、第一支管、第二支管、主管、设在主管上的泵、电机装置和可连续回转式阀门。具体地，第一支管的一端用于输出脉动流，另一端通过三通接头分别与主管一端和第二支管一端相连；主管一端通过该三通接头分别与第一支管和第二支管相连，另一端与液箱相连；电机装置和可连续回转式阀门设置在第二支管上；该第二支管的另一端与液箱相连，通过电机装置和可连续回转式阀门，在管道回路中产生脉动流。在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术至少存在以下问题现有的脉动流产生装置是通过可连续回转式阀门来改变管路的截面积大小，使管路中流动阻力产生变化，最终改变管路中流量的大小；由于可连续回转式阀门改变的流量与改变的管路截面积大小不呈线性关系变化，以及各管路的流动阻力难以平衡，将导致产生的脉动流平均流量不一致，从而降低了脉动流频率的精确度。
技术实现思路
为了提高产生的脉动流频率的精确度，本专利技术实施例提供了一种脉动流产生装置及脉动传热系统。所述技术方案如下—种脉动流产生装置，所述装置包括存放流体工质的水箱、若干支管和驱动机构，所述若干支管包括第一支管、第二支管、第三支管和第四支管；所述装置还包括与所述驱动机构相连的活塞和设在所述第一支管上的管道泵；所述水箱分别与所述第一支管、所述第二支管和所述第三支管的输入端相连；所述第二支管和所述第三支管的输出端与所述第一支管接通且位于所述管道泵与所述第一支管的输出端之间；所述第二支管和所述第三支管的输入端和输出端上分别设有止回阀；所述第四支管一端与所述第二支管连通，所述第四支管另一端与所述第三支管连通；所述活塞设在所述第四支管内，并与所述第四支管内壁活动相连；所述第二支管与所述第三支管的管口截面积相等。进一步地，所述第一支管、所述第二支管、所述第三支管和所述第四支管的管口截面积相等。进一步地，所述管道泵为用于调节所述第一支管中流体流量的调频管道泵。其中，所述驱动机构包括电机、用于调节所述电机转速的调速单元、减速器、凸轮和连杆；所述电机分别与所述调速单元、所述减速器和凸轮相连；所述凸轮与所述连杆一端相连；所述连杆另一端与所述活塞相连。其中，所述凸轮的中心设有一空心长槽；所述电机的主轴一端通过锁定结构固定在所述空心长槽中。其中，所述第一支管上设有截止阀，所述管道泵位于所述截止阀与所述水箱之间。其中，所述第二支管的输入端设有第一球阀；所述第一球阀与所述水箱相邻。其中，所述第三支管的输入端设有第二球阀；所述第二球阀与所述水箱相邻。其中，所述装置还包括电磁流量计，所述电磁流量计设在所述第一支管的输出端。一种脉动传热系统，所述系统包括脉动流产生装置、以及与所述脉动流产生装置相连的换热设备，所述脉动流产生装置为前述脉动流产生装置。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是通过驱动结构驱动活塞压缩流体，且第二支管和第三支管的管口截面积相等，将使管路中产生不间断的半正弦波动的脉动流；同时，活塞通过机械动力压缩流体，能够防止管路中流体流动阻力对流体脉动的干扰，能稳定的输出脉动流；并且，第二支管和第三支管中流体的流动力是通过活塞的往复运动产生的，能够节省能耗，简单方便。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I是本专利技术实施例I中提供的一种脉动流产生装置的结构示意图；图2是本专利技术实施例2中提供的一种脉动传热系统的结构示意图。具体实施例方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。实施例I参见图1，本专利技术实施例I提供了一种脉动流产生装置，该装置包括存放流体工质的水箱I、若干支管和驱动机构2 ;其中，若干支管包括第一支管3、第二支管4、第三支管5和第四支管6 ;该装置还包括与驱动机构2相连的活塞7和设在第一支管3上的管道泵8 ；其中，水箱I分别与第一支管3、第二支管4和第三支管5的输入端相连;第二支管4和第三支管5的输出端与第一支管3相连且位于管道泵8与第一支管3的输出端之间；第二支管4和第三支管5的输入端和输出端上分别设有止回阀9 ;第四支管6 —端与第二支管4连通，第四支管6另一端与第三支管5连通；活塞7设在第四支管6内，并与第四支管6内壁活动相连；第二支管4与第三支管5的管口截面积相等。进一步地，第一支管3、第二支管4、第三支管5和第四支管6的管口截面积相等。 具体地，各支管本身、各支管之间的管路连接、以及管路与机械结构直接的连接，将采用本领域熟知的三通接头、四通接头、弯管和螺栓等连接工具。通过本专利技术实施例I提供的装置，水箱I中可存放液体工质；第一支管3的输出端将输出脉动流。当第一支管3、第二支管4、第三支管5和第四支管6的管口截面积相等时，第一支管3、第二支管4、第三支管5和第四支管6中流体的流动阻力平衡，使得第一支管3最终输出的脉动流比较稳定；从而使得产生的流体的周期性脉动比较精确。 进一步地，管道泵8为用于调节第一支管3中流体流量的调频管道泵。具体地，管道泵8用于输出恒压流体。当管道泵8为调频管道泵时，可方便地改变第一支管3中输出流量的大小。在本专利技术实施例I中，假设通过第一支管3中流体流速为VO0其中，驱动机构2包括电机2a、用于调节电机2a转速的调速单元2b、减速器2c、凸轮2d和连杆2e ；电机2a分别与调速单元2b、减速器2c和凸轮2d相连；凸轮2d与连杆2e一端相连；连杆2e另一端与活塞7相连。具体地，驱动机构2用于提供活塞7进行直线往复运动的动力。通过调速单元2b和减速器2c能够调节电机2a的转速。在本专利技术实施例I中，假设电机2a的转速为η。具体地，凸轮2d与电机2a的主轴相连，连杆2e—端与凸轮2d铰接相连。电机2a开机后，将带动凸轮2d—起旋转。凸轮2d旋转后，将带动连杆2e进行直线往复运动。连杆2e同时带动活塞7—起运动。由于活塞7与第四支管6内壁活动相连，那么，活塞7将在第四支管6内沿第四支管6的轴线方向往复运动。具体地，凸轮2d的中心设有一空心长槽，电机2a的主轴一端通过锁定结构固定在该空心长槽中。进一步地，电机2a的主轴一端设有外螺纹，该锁定结构为螺母。连接时，将凸轮2d套在电机2a的主轴这一端上，并通过螺母、垫片以及主轴上的外螺纹将凸轮2d与主轴固定。值得说明的是，在实际应用中，可根据实际需要，通过该空心长槽调节凸轮2d与电机2a主轴的连接位置,从而改变凸轮2d的偏心距离。进一步地，在本专利技术实施例I中，假设活塞7运动的最大速度为％。当活塞7向靠近第二支管4的方向运动时，由于第二支管4的输入端设置了止回阀9，第二支管4中的流体不会本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：喻九阳，郑小涛，刘利军，徐建民，王成刚，林纬，聂思皓，
申请(专利权)人：武汉工程大学，
类型：发明
国别省市：
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