一种具有空气层高温复合保温管道导热系数测定装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了属于热力性能检测技术领域的一种具有空气层高温复合保温管道导热系数测定装置。它由控制与数据采集系统和测试管段构成；采用优化测试截面、测点布置设计。本实用新型专利技术有益效果为：1)适用于测试温度在550℃以下热力管道的各种保温结构的热阻，测试误差小于±5％；2)控制与数据采集系统可实现全程全部测试参数自动控制和测试数据自动记录；3)在温度和热流测点布置充分考虑并实现对含有空气层的复合保温结构的各层热阻的测量，并采取了针对300℃以上高温热媒工况时监测管道热损失，对比测量单位时间内电加热器输出热功率和通过热流计测得的热流；另一方面是获得沿测试管段防腐层外表面圆周方向热流的分布情况。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于热力性能检测
，特别涉及ー种具有空气层高温复合保温管道导热系数測定装置。
技术介绍
热カ管道是集中供热系统输送热水、蒸汽等热媒的重要组成部分。近年来，国内外主流热カ管道所输送热媒温度由150-250°C左右提高到600°C以上，蒸汽压カ达到2. 5Mpa以上，由于热カ管道的热媒压力的增高和热媒温度的提升，高温热カ管道设置空气层等复合保温层是提高管道保温性能、保证所输运热媒的热カ參数、增强管道防腐性能的新技木。测定复合保温结构的热阻、导热系数等热カ性能參数是衡量该类保温管道热カ性能的主要依据。在以往的供热工程管道热エ性能測定中，保温结构的热阻是采用已有的材料物性 数据来计算的方法间接获得，往往不能考虑为实现保温结构而采取的一些技术上的措施(如各种保温材料、管壳的接缝)以及材料物性差异、施工条件、质量等因素，对于含有空气层的复合保温结构的热阻尚无合理计算方法。且以往所采用的热カ管道热カ性能测试系统无法准确检测新型复合保温管道的保温结构整体保温性能和复合保温结构中各层实际热エ性能。该传热过程应包括复合保温结构内固体保温材料固相导热以及保温材料内残留空气的导热、对流和辐射换热，以及空气层的导热、对流和辐射换热三部分，而检测复合保温结构内保温材料纤维和保温材料内残留空气、空气层三者的综合传热特性是真实地反映复合保温管道整体的保温性能，尤其是为了管道保温结构的优化、评价各型保温结构的性能、确定保温管的热损失的关键。从目前国内外公开报导的文献来看，仅见到各种材料物性测试装置以及墙体整体热エ性能测试装置的报导，而未见到复合保温管道整体保温结构热阻测试装置的报导，特别是带有空气层、适用于热媒温度高达200-350°C及以上的复合保温管道整体保温结构热阻测试装置的报导。
技术实现思路
本技术针对上述缺陷公开了ー种具有空气层高温复合保温管道导热系数测定装置，它由控制与数据采集系统和测试管段构成；所述控制与数据采集系统的结构如下エ业控制计算机分别连接打印机和RS232总线，RS232/485转换器分别连接RS232总线和RS485总线，RS485总线通过信号电缆分别与第I温度传感器-第48温度传感器、第I热流传感器-第16热流传感器、第I电量模块-第3电量模块和第I智能调节器-第3智能调节器连接；第I温度传感器-第48温度传感器分别与第I热电偶-第48热电偶直接安装在一起，第I热流传感器-第16热流传感器分别与第I热流计-第16热流计直接安装在一起；温度控制仪的一端分别连接第I温度传感器-第48温度传感器，另一端分别连接第I电量模块-第3电量模块；所述测试管段的结构如下两个辅助测试管段安装在测试管段主体的两端，辅助测试管段长度为1000mm，测试管段主体长度为2000mm ;辅助测试管段与测试管段主体的结构相同，两者在径向上均分为五层，从内到外依次为工作钢管、保温材料层、空气层、刚外护管和防腐层；在辅助测试管段工作钢管内安装辅助性电加热器，在测试管段主体工作钢管内安装第一电加热器、第二电加热器、第三电加热器和第四电加热器；第一电加热器、第二电加热器、第三电加热器和第四电加热器均与第I电量模块连接；第2电量模块和第3电量模块分别连接两个辅助测试管段的辅助性电加热器；第一电加热器、第二电加热器、第三电加热器和第四电加热器均与第I智能调节器连接，第2智能调节器和第3智能调节器分别连接两个辅助测试管段的辅助性电加热器；测试管段主体上设置有第I测试截面和第2测试截面，第I测试截面距测试管段主体左端500mm，第2测试截面距测试管段主体左端IOOOmm ;第I测试截面和第2测试截面均设置有温度测点和热流计测点。 所述第一电加热器与第二电加热器关于测试管段主体工作钢管横截面的竖直中心线对称，第一电加热器与第三电加热器关于测试管段主体工作钢管横截面的水平中心线对称，第一电加热器与第四电加热器关于测试管段主体工作钢管横截面的轴心对称，第一电加热器与第二电加热器的距离为Cl1，，第一电加热器与第三电加热器的距离为も；经过第一电加热器的轴心线与测试管段主体工作钢管的水平中心线的夹角为η/4 ；第一电加热器、第二电加热器、第三电加热器和第四电加热器的长度均为2m，它们的最大功率均为1000 ，它们在测试管段主体工作钢管的两端，第一电加热器、第二电加热器、第三电加热器和第四电加热器采用法兰盘与测试管段主体工作钢管固定在一起，法兰盘的直径与测试管段主体工作钢管的直径相同。所述温度测点和热流计测点的布置情况如下第I测试截面的温度测点分布在第I测试截面的右半圆周内，在第I测试截面的工作钢管外表面、保温材料层外表面、刚外护管外表面和防腐层外表面上设置温度测点，当钢外护管采用直径为DN500及以上型号管道时，在上述任一表面与水平方向夹角呈π/2、 /3、/6、0、-Ji/6、-Ji/3、-Ji/2方向各布置I个温度测点；钢外护管采用直径为DN500以下型号管道时，在上述任一表面与水平方向夹角呈π/2、Ji/3、0、_ π/3、-π/2方向各布置I个温度测点；在对第I测试截面的温度进行测量时，在第I热电偶-第48热电偶中任意选取28个热电偶或20个热电偶，将选取的这些热电偶分别安装在第I测试截面的温度测点上；第2测试截面的温度测点分布在第2测试截面的左半圆周内，在第2测试截面的工作钢管外表面、保温材料层外表面、刚外护管外表面和防腐层外表面上设置温度测点，当钢外护管采用直径为DN500及以上型号管道时，在上述任一表面与水平方向夹角呈π/2、 /3、Ji /6、0、-Ji/6,-Ji/3,-Ji /2方向各布置I个温度测点；钢外护管采用直径为DN500以下型号管道时，在上述任一表面与水平方向夹角呈π/2、Ji/3、0、_ π/3、-π/2方向各布置I个温度测点；在对第2测试截面的温度进行测量时，在第I热电偶-第48热电偶中任意选取28个热电偶或20个热电偶，将选取的这些热电偶分别安装在第2测试截面的温度测点上；第I测试截面的热流计测点分布在第I测试截面的左半圆周内，在第I测试截面的防腐层外表面上设置热流计测点，当钢外护管采用直径为DN500及以上型号管道吋，在防腐层外表面与水平方向夹角呈π/2、Ji/3、/6、0、_ /6、-JI/3、-JI/2方向各布置I个热流计测点；当钢外护管采用直径为DN500以下型号管道时，在防腐层外表面与水平方向夹角呈31/2、31/3、0、-31/3、-31/2方向各布置1个热流计测点；在对第I测试截面的径向热迁移量进行测量时，在第I热流计-第16热流计任意选取7个热流计或5个热流计，将选取的这些热流计分别安装在第I测试截面的热流计测点上；第2测试截面的热流计测点分布在第2测试截面的右半圆周内，在第2测试截面的防腐层外表面上设置热流计测点，当钢外护管采用直径为DN500及以上型号管道时，在防腐层外表面与水平方向夹角呈π/2、Ji/3 、/6、0、_ /6、-JI/3、-JI/2方向各布置I个热流计测点；当钢外护管采用直径为DN500以下型号管道时，在防腐层外表面与水平方向夹角呈/2、π /3、0、_ π /3、- π /2方向各布置I个热流计测点；在对第2测试截面的径向热迁移量进行测量时，在第I热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有空气层高温复合保温管道导热系数测定装置，其特征在于，它由控制与数据采集系统和测试管段(14)构成； 所述控制与数据采集系统的结构如下工业控制计算机分别连接打印机和RS232总线(I)，RS232/485转换器分别连接RS232总线(I)和RS485总线(21)，RS485总线(21)通过信号电缆(8)分别与第I温度传感器(Tl)-第48温度传感器(T48)、第I热流传感器(Ql)-第16热流传感器(Q16)、第I电量模块(DLl)-第3电量模块(DL3)和第I智能调节器(Trkl)-第3智能调节器(Trk3)连接； 第I温度传感器(Tl)-第48温度传感器(T48)分别与第I热电偶(Kl)-第48热电偶(K48)直接安装在一起，第I热流传感器(Ql)-第16热流传感器(Q16)分别与第I热流计(Rl)-第16热流计(R16)直接安装在一起；温度控制仪的一端分别连接第I温度传感器(Tl)-第48温度传感器(T48)，另一端分别连接第I电量模块(DLl)-第3电量模块(DL3)。2.根据权利要求I所述的一种具有空气层高温复合保温管道导热系数测定装置，其特征在于，所述测试管段(14)的结构如下两个辅助测试管段安装在测试管段主体的两端，辅助测试管段长度为1000mm，测试管段主体长度为2000mm ;辅助测试管段与测试管段主体的结构相同，两者在径向上均分为五层，从内到外依次为工作钢管(30)、保温材料层(31)、空气层(32)、刚外护管(33)和防腐层(34);在辅助测试管段工作钢管(30)内安装辅助性电加热器，在测试管段主体工作钢管(30)内安装第一电加热器(Jl)、第二电加热器(J2)、第三电加热器(J3)和第四电加热器(J4);第一电加热器(Jl)、第二电加热器(J2)、第三电加热器(J3)和第四电加热器(J4)均与第I电量模块(DLl)连接；第2电量模块(DL2)和第3电量模块(DL3)分别连接两个辅助测试管段的辅助性电加热器；第一电加热器(Jl)、第二电加热器(J2)、第三电加热器(J3)和第四电加热器(J4)均与第I智能调节器(Trkl)连接，第2智能调节器(Trk2)和第3智能调节器(Trk3)分别连接两个辅助测试管段的辅助性电加热器； 测试管段主体上设置有第I测试截面(A)和第2测试截面(B)，第I测试截面(A)距测试管段主体左端500mm，第2测试截面(B)距测试管段主体左端IOOOmm ;第I测试截面(A)和第2测试截面(B)均设置有温度测点和热流计测点。3.根据权利要求2所述的一种具有空气层高温复合保温管道导热系数测定装置，其特征在于，所述第一电加热器(Jl)与第二电加热器(J2)关于测试管段主体工作钢管(30)横截面的竖直中心线对称，第一电加热器(Jl)与第三电加热器(J3)关于测试管段主体工作钢管(30)横截面的水平中心线对称，第一电加热器(Jl)与第四电加热器(J4)关于测试管段主体工作钢管(30)横截面的轴心对称，第一电加热器(Jl)与第二电加热器(J2)的距离为Cl1,，第一电加热器(Jl)与第三电加热器(J3)的距离为屯；经过第一电加热器(Jl)的轴心线与测试管段主体工作钢管(30)的水平中心线的夹角为π/4; 第一电加热器(Jl)、第二电加热器(J2)、第三电加热器(J3)和第四电加热器(J4)的长度均为2m，它们的最大功率均为1000 ，它们在测试管段主体工作钢管(30)的两端，第一电加热器(Jl)、第二电加热器(J2)、第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：那威，宋艳，李德英，史永征，
申请(专利权)人：北京建筑工程学院，
类型：实用新型
国别省市：