[发明专利]一种旋转平台冷凝换热实验装置及方法

权利要求书

1.一种旋转平台冷凝换热实验装置，其特征在于：包括转盘(001)，以及安装于转盘(001)上的介质回路和冷却剂回路；转盘(001)的中轴线与主轴(004)固定连接，主轴(004)与调速电机(003)的输出轴固定连接；

介质回路包括由介质实验管(106)出口到入口之间依次连接的后冷器(108)、介质泵(111)、气液分离器(113)、发生器(101)以及过热器(102)；冷却剂回路包括由冷却剂实验管(208)出口到入口之间依次连接的冷却器(206)、冷却剂泵(204)以及再热器(210)；介质实验管(106)和冷却剂实验管(208)并排设置，使介质实验管(106)中的介质与冷却剂实验管(208)中的冷却剂能够进行热交换。

2.根据权利要求1所述的旋转平台冷凝换热实验装置，其特征在于：所述的介质实验管(106)出口至入口之间通过管道顺次连接有第一单向阀(107)、后冷器(108)、第二单向阀(109)、第一截止阀(110)、介质泵(111)、第二截止阀(112)、气液分离器(113)、第一稳压罐(115)、第三单向阀(116)、第一流量计(117)、发生器(101)、过热器(102)、调节阀(103)和第二流量计(104)；

冷却剂实验管(208)出口至入口之间通过管道顺次连接有第四单向阀(207)、冷却器(206)、第三截止阀(205)、冷却剂泵(204)、第四截止阀(203)、第二稳压罐(202)、第三流量计(201)、再热器(21)和第五单向阀(209)。

3.根据权利要求2所述的旋转平台冷凝换热实验装置，其特征在于：还包括测量系统，测量系统包括设置于冷却剂实验管(208)进出口之间的压差传感器(1003)，冷却剂实验管(208)中部设置有第一热电偶组(1004)，介质实验管(106)的壁面上焊接有第二热电偶组(1005)，第二流量计(104)和冷却剂实验管(208)入口之间的管道上设置有第一温感(1001)和压感(1002)，再热器(210)和冷却剂实验管(208)入口的管道上设置有第二温感(1006)，第一温感(1001)、压感(1002)、压差传感器(1003)、第一热电偶组(1004)、第二热电偶组(1005)、第二温感(1006)、第三流量计(201)、第二流量计(104)和第一流量计(117)均通过信号线与安装于转盘(001)上的采集器(006)连接，冷却剂泵(204)、过热器(102)、调节阀(103)、发生器(101)、介质泵(111)和再热器(210)均通过控制线与安装于转盘(001)上的控制器(007)连接。

4.根据权利要求3所述的旋转平台冷凝换热实验装置，其特征在于：所述的采集器(006)和控制器(007)均通过蓝牙或无线方式与电脑(1000)进行通信。

5.根据权利要求2或3或4所述的旋转平台冷凝换热实验装置，其特征在于：所述的冷却器(206)、冷却剂泵(204)、第三流量计(201)、第二流量计(104)、过热器(102)、发生器(101)、第一流量计(117)、气液分离器(113)、介质泵(111)、后冷器(108)和再热器(210)均固定在转盘(001)的中轴线上。

6.根据权利要求2或3或4所述的旋转平台冷凝换热实验装置，其特征在于：所述的气液分离器(113)上连接有泄压阀(114)，气液分离器(113)的气体出口通过管道与第一单向阀(107)的出口连接，并在该管道上设置有第六单向阀(112)。

7.根据权利要求1或2或3或4所述的旋转平台冷凝换热实验装置，其特征在于：所述的转盘(001)中轴线上固定有用于将电印至旋转平台上的电刷(005)，电刷(005)通过电缆与安装于转盘(001)上的配电盒(002)连接，转盘(001)的外侧还固定有用于调整转盘(001)单边质量，使旋转后的转盘(001)达到动平衡配重(006)。

8.根据权利要求1或2或3或4所述的旋转平台冷凝换热实验装置，其特征在于：整个装置放置在密闭空间(01)中，密闭空间(01)中还设置有空气调节装置(02)。

9.根据权利要求2所述的旋转平台冷凝换热实验装置，其特征在于：所述的介质泵(111)和冷却剂泵(204)为变频或变容积泵；发生器(101)、过热器(102)和再热器(210)采用电加热的方式进行加热；后冷器(108)和冷却器(206)为风冷换热器。

10.一种采用如权利要求3所述装置的旋转平台冷凝换热实验方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)介质循环

开启发生器(101)使内部的介质液体蒸发为饱和蒸汽，然后通过过热器(102)产生过热蒸汽通入介质实验管(106)，由冷却剂实验管(208)中流经的冷却剂冷却产生冷凝，冷凝后的介质液体或气液混合物流过后冷器(108)热侧通道，由冷侧的冷风降温变为过冷介质液体，由介质泵(111)泵入气液分离器(113)中，部分未冷凝的介质蒸汽通过旁通管路再次进入后冷器(108)，气液分离器(113)出口的过冷介质液体再次流入发生器(101)中完成介质循环；

第二流量计(104)采集的信号进入采集器(006)中，通过蓝牙或无线网络传输到电脑(1000)中，根据预设的流量由电脑(1000)将控制信号由蓝牙或无线网络传输到控制器(007)中，由控制器(007)调整发生器(101)电加热功率，最终使流量达到预设值；

第一温感(1001)采集的信号进入采集器(006)中，通过蓝牙或无线网络传输到电脑(1000)中，根据预设的过热温度由电脑(1000)将控制信号由蓝牙或无线网络传输到控制器(007)中，由控制器(007)调整过热器(102)电加热功率，最终使过热温度达到预设值；

压感(1002)采集的信号进入采集器(006)中，通过蓝牙或无线网络传输到电脑(1000)中，根据预设的压力由电脑(1000)将控制信号由蓝牙或无线网络传输到控制器(007)中，由控制器(007)调整调节阀(103)开度，最终使压力达到预设值；

第一流量计(117)采集的信号进入采集器(006)中，通过蓝牙或无线网络传输到电脑(1000)中，与第二流量计(104)的流量比较，由电脑(1000)将控制信号由蓝牙或无线网络传输到控制器(007)中，由控制器(007)调整介质泵(111)流量，最终使第一流量计(117)和第二流量计(104)的流量之差与第一流量计(117)流量的绝对比值小于5％；

2)冷却剂循环

开启冷却剂泵(204)将冷却剂泵入再热器(210)将冷却剂温度升高到实验要求值后进入冷却剂实验管(208)中，流出冷却剂实验管(208)的高温冷却剂进入冷却器(206)热侧，由流经冷却器(206)冷侧的冷风降温，再次进入冷却剂泵(204)，完成冷却剂循环；

第三流量计(201)采集的信号进入采集器(006)中，通过蓝牙或无线网络传输到电脑(1000)中，与预设流量比较，由电脑(1000)将控制信号由蓝牙或无线网络传输到控制器(007)中，由控制器(007)调整冷却剂泵(204)流量，最终使流量达到预设值；

第二温感(1006)采集的信号进入采集器(006)中，通过蓝牙或无线网络传输到电脑(1000)中，与预设温度比较，由电脑(1000)将控制信号由蓝牙或无线网络传输到控制器(007)中，由控制器(007)调整再热器(210)加热功率，最终使温度达到预设值。