[发明专利]一种声空化强化传热与防除垢测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种声空化强化传热与防除垢测量装置，其中包括：

一测试段，其中一面设有透明玻璃观察窗口，在该测试段的入口处安装一声空化装置，该测试段的出口连接一储液箱，在测试段液体的不同位置处安装有数支热电偶用于测量液体温度；

一加热器，设置在测试段内部，加热器连接一调压器，该加热器的表面安装有数支热电偶用于测量其表面温度；

一压力泵，连接在储液箱与声空化装置之间；

一显微放大摄影装置，连接图象处理显示器，该显微放大摄影装置由显微镜和摄影仪组成，显微镜对准测试段的观察窗口。

2.如权利要求1所述的声空化强化传热与防除垢测量装置，其中，加热器与声空化装置之间的距离可调。

3.如权利要求1所述的声空化强化传热与防除垢测量装置，其中，在测试段的入口处分别安装有压力传感器、温度传感器和流量计，并分别连接至数据采集记录系统。

4.如权利要求1所述的声空化强化传热与防除垢测量装置，其中，在压力泵的出口与储液箱之间安装有旁路管道与流量调节阀。

5.一种利用权利要求1所述的测量装置对声空化强化传热与防除垢效率进行测量的方法，其步骤包括：

a)确定加热器的重量；

b)将加热器安置在测试段的内部；

c)液体工质经声空化装置进行空化后进入测试段与加热器交换热量再进入储液箱；

d)记录液体工质流量和压力，以及测试段内加热器表面及液体的温度；

e)观察测试段内液体工质的空化与流动状态、成垢物质的状态变化；

f)取出加热器，再确定其重量，并观察加热器外表面的积垢状态；

g)计算得到加热器外表面与其周围液体工质的平均对流换热系数、积垢速率、防垢率和除垢速率。

6.如权利要求5所述的测量方法，其中，步骤b至步骤f重复进行。

7.如权利要求5所述的测量方法，其中，液体工质由压力泵输入至声空化装置内。

8.如权利要求5所述的测量方法，其中，通过旁路管道与流量调节阀调节和控制通过声空化装置的液体工质流量。

9.如权利要求5所述的测量方法，其中，步骤g中，加热器外表面与周围流体的平均对流换热系数是通过下式计算得到：

h=qT‾w-T‾f]]>

式中，热流密度

为液体的平均温度，为加热器外表面的平均温度；

积垢速率通过下式计算得到：

Φ=Mt-M0S·t;]]>

防垢率通过下式计算得到：

Ψ=Φ0-ΦuΦ0×100%]]>

除垢速率通过下式计算得到：

Φ′=M0-MtS·t×100%]]>

式中：

Ф-积垢速率；

M_t-步骤f的加热器重量；

M_o-步骤a的加热器重量；

S-加热器表面积；

t-测试时间；

Ф_o-无声空化作用时的积垢速率；

Ф_u-有声空化作用时的积垢速率；

ψ-防垢率。