[发明专利]微小管径内蒸发/冷凝传热测试一体装置及其测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是微小管径内蒸发/冷凝传热测试一体装置及其测试方法。

背景技术

对于换热管，研究其传热和流动性能非常重要。已有技术中通常采用蒸汽压缩制冷系统来进行换热器的传热和流动性能研究。例如专利号为200410017005.1、发明名称为“测试制冷剂管内流动沸腾换热特性的装置”的中国专利，该装置采用变频压缩机作为动力源，通过室内机与测试段段并联，旁通调节测试段段内制冷剂流量。通过调节与贮油器相连的回油管上的调节阀的开度，调节压缩机旁通气量及测试段段内压力。虽然可以进行换热器的传热试验，但却存在以下的缺点：

1、不能进行微小管径内蒸发/冷凝传热测试实验；微小管径流量小，难以匹配相应的压缩机，选用功率大的压缩机又浪费资源。

2、不同的制冷剂需配用不同的压缩机，成本高，系统复杂。

3、蒸汽压缩制冷系统测试过程稳定性差，测试精度低。

4、只能进行一种状态的测试，功能单一。

发明内容

为了克服已有技术的不足和缺陷，本发明提供了微小管径内蒸发/冷凝传热测试一体装置及其测试方法，该装置和方法利用动力泵作为系统的动力，对制冷剂流量、换热管测试段进口制冷剂干度、测试部件的换热量分别独立控制，可分别进行微小管径管内的冷凝和蒸发的传热测试试验。

本发明采取的技术方案是：一种微小管径内蒸发/冷凝传热测试一体装置，其特点是：包括换热管测试段、制冷剂回路与测试段换热回路；所述的换热管测试段包括通过制冷剂的内管和通过换热介质的套管；所述的制冷剂回路包括冷凝液回收罐、动力泵、调节阀、制冷剂质量流量计、由冷凝预热通路和蒸发预热通路组成的并联调节测试回路、换热管测试段内管以及冷凝器；所述的动力泵的进口端通过管道与冷凝液回收罐的出口端连接，其出口端通过管道与制冷剂质量流量计的进口端连接；所述的制冷剂质量流量计的出口端通过管道与并联调节测试回路的进口端连接；所述的并联调节测试回路的出口端通过管道与测试段内管的制冷剂进口端连接；所述测试段内管的制冷剂出口端通过管道与冷凝器的进口端连接；所述的测试段换热回路包括换热管测试段套管、以及通过管道与测试段套管顺序连通的换热器、水加热器、水泵、水质量流量计；所述的换热器通过管道与换热管测试段套管的水出口端连接；所述的水质量流量计的出口端通过管道与换热管测试段套管的水进口端连接。

上述一种微小管径内蒸发/冷凝传热测试一体装置，其中：还包括一测试数据输出部件，主要由设置在换热管测试段套管的水进口端的水输入温度传感器、设置在水出口端的水输出温度传感器、以及设置在换热管测试段内管的制冷剂入口端的制冷剂输入温度传感器和制冷剂输入压力传感器、设置在换热管测试段内管的制冷剂出口端的制冷剂输出温度传感器和制冷剂输出压力传感器构成；所述水输入温度传感器、水输出温度传感器、制冷剂输入温度传感器、制冷剂输出温度传感器、以及制冷剂输入压力传感器、制冷剂输出压力传感器输出的数据传送到计算机进行计算分析。

上述一种微小管径内蒸发/冷凝传热测试一体装置，其中：所述的蒸发预热通路包括通过管道连接的第一截止阀和蒸发预热器；所述的冷凝预热通路包括通过管道连接的第二截止阀和冷凝预热器。

上述一种微小管径内蒸发/冷凝传热测试一体装置，其中：还包括第一视镜和第二视镜；所述第一视镜设置在制冷剂质量流量计的输入管段上；所述的第二视镜设置在并联调节测试回路的输出管段上。

上述一种微小管径内蒸发/冷凝传热测试一体装置，其中：还包括设置在回收罐和动力泵之间的管段上的干燥过滤器。

上述一种微小管径内蒸发/冷凝传热测试一体装置，其中：还包括设置与动力泵并联连接的至少一个截止阀，其中一个截止阀通过管道与抽真空机连接。

微小管径内蒸发/冷凝传热测试方法，其特点是：包括微小管径内蒸发传热测试和微小管径内冷凝传热测试；其中：

a、所述的微小管径内蒸发传热测试包括以下步骤：

a-1、液态制冷剂被动力泵从回收罐里泵出，流经调节阀、制冷剂质量流量计、第一截止阀、进入蒸发预热器被加热至实验工况；

a-2、制冷剂干度通过控制蒸发预热器加热量调节，进入测试段换热回路被蒸发；

a-3、气态的制冷剂进入冷凝器，被冷凝的过冷制冷剂被回收罐接收，完成循环；

b、所述的微小管径内冷凝传热测试包括以下步骤：

b-1、高压液态制冷剂被动力泵从回收罐里泵出，流经调节阀、制冷剂质量流量计、第二截止阀、进入冷凝预热器被加热至实验工况；