[发明专利]环道实验流体的温度控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种实验流体的温度控制装置，具体涉及一种环道实验流体的温度控制装置。

背景技术

原油及其采出液多采用加热输送，这主要利用原油粘度对温度非常敏感、加热降粘效果显著的特点。原油及其采出液的流变特性、粘温特性是输油管道工艺设计的关键物理性质参数之一，蜡与沥青质等重有机物的固相沉积评价是输油管道安全保障的重要内容，它们的传统测试与评价方法主要采用流变学手段，但测试评价结果与实际运行参数的吻合程度低。于是，可以模拟实际管道流体动力学行为的环道实验装置引起了国内外专家学者的广泛关注，比如英、美、法、挪威等国及中国都相继建立了不同规模的原油及多相流体环道，其中油气水多相流环道一般都没有专门的温控系统，而原油及其采出液环道则采用环道缠绕电加热带、电加热器置于试样或试样罐夹层充循环介质、大型长方体热水槽、局部管段用套管内充循环介质等温控方式。

对于环道缠绕电加热带温控法，其加热速度快、效率高，但是环道流体温度场的均一性差，流体温度控制困难，且近管壁油料易烧焦，电加热带容易烧断，检查断点与更换困难，有保温层的环道更是如此。对于长方体热水槽温控法，环道整体浸泡在热水中，均匀稳定的温度场往往通过喷洒热水来实现，但由于喷洒水量较小，水槽中的水难以循环流动，温度场的均一性也就难以保证，而且水槽宽度与环道转弯半径相互制约。若水槽越宽，则耗水量越大、升温速度越慢、耗电量越高；反之，水槽太窄，将影响环道转弯半径。因此，需要提供一种自动控温的环道实验流体温度控制装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种环道实验流体的温度控制装置。

本发明提供的环道实验流体的温度控制装置，包括环形水槽，该环形水槽由直槽部分和两个圆弧形部分组成；所述直槽部分的中部分别设有进水口和出水口；所述环形水槽内设有若干加热元件；所述环形水槽内设有设有供实验流体通过的环形管路。

上述的温度控制装置，所述环形水槽可由若干段长方形槽与2段半圆弧形槽组成；所述长方形槽之间为密封连接；所述长方形槽与所述半圆弧形槽之间为密封连接；所述密封连接可为胶带密封连接或其它方式密封连接，便于装卸与搬迁。

上述的温度控制装置，所述环形水槽由槽体与槽盖组成，便于所述环道的装卸、更换或维修；所述环形管路与所述环形水槽相游离，便于所述环形管路内的实验流体受热均匀。

上述的温度控制装置，所述环形水槽的外侧面上和外底面上均设有保温层，所述保温层内可填充复合硅酸盐保温棉，可减少热量的散失；所述保温层上可设有防护层，可采用1k银色玻纤板作为防护层。

上述的温度控制装置，所述槽盖可为夹层槽盖；所述夹层槽盖内设有保温材料，所述保温材料可为复合硅酸盐保温棉。

上述的温度控制装置，所述环形水槽内与所述进水口的位置相应处设有与所述环形水槽相游离的且两端封闭的分散管，所述分散管与所述进水口相连通，所述分散管的壁上设有若干个均匀分布的小孔，可以使进入所述环形水槽的水流平缓、稳定、无飞溅。

上述的温度控制装置，所述加热元件设置在所述环形水槽的内侧；所述加热元件可为电加热器；所述电加热器为均匀分布的；可使所述环形水槽中的水与所述环道内的实验流体始终处于均匀的温度场。

上述的温度控制装置，所述环形水槽上可设有液位计，用于控制水槽内的水位高于所述电加热元件，防止电加热元件暴露于空气中；所述环形水槽的侧壁上设有可视窗口，可观察所述环形水槽内环道内的流体的流型。

上述的温度控制装置，所述环形水槽的两个圆弧形水槽上均设有温度变送器；用于控制温度误差。

上述的温度控制装置，所述环形水槽由6段长方形槽与2段半圆弧形槽组成。

本发明由于采取以上技术方案，具有以下优点：

(1)适应性强：环形水槽适合任何流体、任何规格及任何转弯半径的环道温度控制，可根据环道转弯对流体流动影响最小的要求，设计环形水槽的转弯半径。

(2)温控可靠：环道两端安装有温度变送器，通过专门的控制单元及仪表，设置与控制实验流体的温度；电加热器均布在环形水槽内侧，环道置于环形水槽的水中，水从水槽长度方向的中间进出，通过适当的管道泵，可形成两道循环水流，使水槽中的水与环道流体始终处于均匀的温度场。

(3)节电节水：本发明装置的水槽呈环形，其用水量比几何尺寸相同的长方体水槽省，且环道转弯半径与长度越大，节约水量越多，在温升幅度与电加热器功率相同的情况下，耗电量越低、加热速度越快、效率越高；此外，环形水槽四周全面保温，水槽盖密闭性好、热散失低。