[实用新型]制冷工质气液两相流混合速度及喷嘴冲击力测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及用于测量制冷系统中喷嘴喷射的存在传质过程的气液两相流体的冲击力测量装置以及用于测量气液两相流体混合速度的气液两相流混合速度测量装置。

背景技术

在喷射式制冷系统及采用速度式膨胀机回收节流阀能量损失的蒸汽压缩式制冷系统中，喷嘴是核心部件之一，起着能量转化的关键作用。在高压制冷剂流经喷嘴转化为低压制冷剂的过程中，喷嘴将变化的这部分压力能转化为制冷剂的动能，随后，膨胀机叶轮再将这部分流体动能回收利用，达到提高系统性能的目的。因此，两相制冷剂喷嘴出口处的气液两相流混合速度对制冷系统的性能有重要的影响。但在用于制冷系统的喷嘴内部涉及到制冷工质的相变蒸发和临界流动，制冷工质的流动包括制冷剂的降压蒸发、单相液体到气、液两相、流体内的热力不平衡及相间滑移等复杂过程。而现有的喷嘴两相流理论及实验研究多集中于水和蒸气的临界流动，其适用范围有限，对于氟里昂类制冷工质在喷嘴中的两相流动，伴随着压力的降低，制冷剂将经过从过冷至饱和，再到气液两相状态的转变，并产生液体闪发及伴随而来的热力不平衡现象，流体的比容将随着压力和温度的降低而发生变化，同时还受到流动过程中热力不平衡现象的影响，因此，以不可压缩流体为基础的常规流速测量方法无法对具有相变的两相流体速度进行测量。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种利用动量定律测定制冷系统中喷嘴出口侧的气液两相流混合速度的测量装置，以解决现有的常规流速测量方法无法测量具有相变的气液两相流体的问题。

本实用新型制冷工质气液两相流混合速度测量装置的技术方案是：一种制冷工质气液两相流混合速度测量装置，包括由压缩机、冷凝器、蒸发器及内设喷嘴的喷嘴冲击力测量装置组成的制冷工质循环回路，其中，压缩机的出口与冷凝器的进口通过管道连接，压缩机的进口通过管道与蒸发器的出口连接，在喷嘴冲击力测量装置中设有检测室，检测室内相对的两侧壁上分别设有所述的喷嘴及用于检测喷嘴冲击力的力电传感器组件，该力电传感器组件通过AD转换电路连接有计算机，所述喷嘴通过管道与冷凝器的出口连接，所述检测室通过导流管与蒸发器的进口连接，在冷凝器出口与喷嘴连接的管路中还分别设有容积流量计及温度传感器和压力传感器。

所述的力电传感器组件包括固定在所述检测室侧壁上的滑套及以喷嘴的喷射方向为轴向滑动装配于滑套内的柱形探头，该柱形探头伸出滑套的前端面与喷嘴相对间隔设置，在滑套内通过压紧弹簧顶装有与柱形探头后端面抵触配合的力电传感器。

在所述检测室平行于喷嘴喷射方向的侧壁上设有透明观察窗，在所述柱形探头朝向喷嘴的前端面上凸设有用于将喷嘴喷出的气液两相流体呈90°折射到透明观察窗上的导向结构，在透明观察窗上刻有与被所述导向结构折射后的制冷工质散射面相平行的散射面标志线。

所述的导向结构为导向锥，该导向锥的环锥面为内凹的曲面。

同时，本实用新型还提供了一种用于检测喷嘴喷射冲击力大小的喷嘴冲击力测量装置，该喷嘴喷嘴冲击力测量装置的技术方案是：一种喷嘴冲击力测量装置，包括内设检测室的壳体，检测室内相对的两侧壁上对应设有喷嘴和力电传感器组件，该力电传感器组件通过AD转换电路连接有计算机。

所述的力电传感器组件包括固定在所述检测室侧壁上的滑套及以喷嘴的喷射方向为轴向滑动装配于滑套内的柱形探头，该柱形探头伸出滑套的前端面与喷嘴相对间隔设置，在滑套内通过压紧弹簧顶装有与柱形探头后端面抵触配合的力电传感器。

在所述检测室平行于喷嘴喷射方向的侧壁上设有透明观察窗，在所述柱形探头朝向喷嘴的前端面上凸设有用于将喷嘴喷出的气液两相流体呈90°折射到透明观察窗上的导向结构，在透明观察窗上刻有与被所述导向结构折射后的制冷工质散射面相平行的散射面标志线。

所述的导向结构为导向锥，该导向锥的环锥面为内凹的曲面。

本实用新型提供了一种制冷工质气液两相流混合速度测量装置，其利用动量定律，通过检测喷嘴喷射前的制冷工质液的质量流量和喷嘴喷射的冲击力，计算出喷嘴出口的气液两相流体的混合速度，进而得到喷嘴的能量转换效率，从而可以由得到的数据进一步研究喷嘴的结构参数对出口速度及喷嘴能量转化效率的影响，优化气液两相流喷嘴的设计参数，提高整个制冷循环的效率。

附图说明

图1为本实用新型中制冷工质气液两相流混合速度测量装置的制冷管路示意图；

图2为图1中喷嘴冲击力测量装置的结构示意图；

图3为图2中力电传感器组件的结构示意图；