[发明专利]连铸二冷喷嘴热态性能测试系统

权利要求书

1.一种连铸二冷喷嘴热态性能测试系统，其特征是：至少包括金属试样加热装置、实验台架和相应的信号采集分析系统；所述的加热装置为长方体工作台，上端面为能够将置于其上的金属试样加热到指定温度且温度分布均匀，保证传热为一维方向的加热台面；所述的实验台架底部为长方体工作台，长方体工作台上设置喷嘴支架，喷嘴固定在喷嘴支架上，并能通过喷嘴支架上的喷嘴移动机构进行移动；喷嘴悬空位于金属试样上方，并垂直于实验台架工作台的上端面设置；所述的信号采集分析单元至少包含温度传感器、数据采集单元、数据分析单元，所述的温度传感器置入金属试样内，并通过导线顺次连接到数据采集单元和数据分析单元。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的实验台架中，底部长方体工作台上端面的一个长边内侧设置与上端面垂直的喷嘴支架，喷嘴支架上分别设置喷嘴横向移动机构和喷嘴纵向移动机构，喷嘴通过喷嘴夹持装置固定在喷嘴支架的架体上，并能通过喷嘴横向移动机构和喷嘴纵向移动机构进行高度和水平方向位置调整。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于：所述的喷嘴支架上设置多个喷嘴，喷嘴的个数根据实验要求确定。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：所述的喷嘴支架上还设置喷嘴间距调节装置。

5.根据权利要求1或2或4所述的系统，其特征在于：所述的温度传感器采用多副热电偶，所述热电偶分别置入金属试样内的多个测试点中；多副热电偶分别通过导线连接到数据采集单元；所述热电偶能通过转换和信号放大把冷却过程中的温度-时间变化数据实时采集记录下来进行传输，还可对记录数据分析和修正。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：所述的温度传感器分别置入金属试样的测试点中，多个温度传感器在金属试样的一个侧面按多排均布。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于：所述实验台架底部长方体工作台与加热装置的长方体工作台等高并同宽。

8.根据权利要求1或2或4或6或7所述的系统，其特征在于：所述的数据采集单元和数据分析单元均在windowsXP平台上用C#进行开发；能够设定采集时间，输出每个测试点的温度及温度，计算传热系数及传热系数岁时间变化曲线，回归传热系数与水流密度、金属试样表面温度，冷却水温度之间的函数关系，并进行显示。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于系统使用时，通过加热装置将金属试样加热到指定温度；然后放置到实验台架上，喷嘴开始对金属试样进行喷水冷却；喷水冷却的同时信号采集分析系统用温度传感器测定金属试样内的温度，并将喷水冷却过程中温度-时间变化数据采集记录下来，然后计算传热系数并进行显示。

10.根据权利要求1或2或4或6或7或9所述的系统，其特征在于系统具体的使用步骤为：

步骤一、将金属试样放置到加热装置上加热到指定温度，使温度分布均匀，并保证传热为一维方向；

步骤二、之后，将金属试样放置到实验台架上，通过喷嘴移动机构和/或喷嘴间距调节装置调节喷嘴高度、水平方向位置及间距，使喷射区域正好对准下方的金属试样；随后开始对试样进行喷水冷却；在喷水冷却的同时，信号采集分析系统的温度传感器同步测定金属试样各设定测试点的温度数据；

步骤三、信号采集分析系统的数据采集单元根据设定时间，直接向温度传感器采样，把冷却过程中的温度-时间变化数据实时输入数据分析单元的计算机内以便计算处理；当金属试样冷却到设定温度后，停止采样；数据分析单元将数据筛选统计分析，计算传热系数并适当修正，并结合数据分析单元内存储的喷嘴冷态性能参数，回归出传热系数与各个变量之间的函数关系并直接显示。