[实用新型]多面可视化流动加热实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种流动加热实验装置，尤其涉及一种多面可视化流动加热实验装置。

背景技术

现代工业的发展离不开对能源的需求，在总能源储量一定的前提下，能源的利用效率就显得至关重要。而对流体工质流动换热规律的认知有助于改善能源使用过程，提高利用效率，因此国内外许多学者对此做出了大量的研究。在传统的实验研究中一般采用金属加热器进行加热，用热电偶与流量计测量温度与流量，从而进行进一步分析。这类传统的实验存在一定局限性，例如通过流量计测量流速，只能获得整体平均速度，不能测得局部流速；热电偶测量温度则只能单点测量，不能获得全场的瞬时温度；而利用压差计对两相流的研究则只能获得统计性的信息，不能获取特定气泡的信息。且通道尺寸较小时，传统测量装置的引入会影响到流道内的流动及换热过程。针对这些弊端，近期有研究者应用了新的实验手段，如激光诱导荧光法测温，PIV测速，高速摄影仪测量空泡份额。这些新的实验方法都采用了可视化的技术思想，需要运用可视化的实验装置。进行激光诊断方法测温测速时，实验段的透光性很重要。传统的加热方法，由于加热面是金属，不透光。但是从目前已公开发表的资料来看，这些可视化装置大多只能实现特定面上的可视化观测，很难实现全方位的可视化。例如王畅的《窄通道内层流-紊流转捩区流动与传热特性分析》(哈尔滨工程大学学报.第33卷第4期.2012年4月)，使用了可视化流迹显示技术，但由于加热面的遮挡，观测只能从非加热面进行，因此其研究有一定的局限性。孙立成在《竖直环形流道内流动沸腾传热研究》(哈尔滨工程大学学报.第32卷第5期.2011年5月)中，也进行了可视化观测实验，为了避免不透明加热棒对观测的影响，作者采用了冷热水反向流动加热的加热形式；虽然这种加热方式能够实现全方位的可视化观测，但其加热的热流密度不均匀，不能对定热流密度的实验工况进行研究。为了实现多面可视化流动加热，需设计一种新的实验装置，以满足实验研究要求。

发明内容

本实用新型的目的是为了提供一种能实现全方位可视化、研究工况范围广的多面可视化流动加热实验装置。

本实用新型的目的是这样实现的：包括观测段、通过法兰盘与观测段两端连接的入口接头和出口接头，入口接头和出口接头分别和外部实验回路连接，所述观测段的截面形状是方形，且观测段包括观测段本体、安装在观测段本体四个面上的ITO加热玻璃和安装在ITO加热玻璃外面的观测窗口，观测段本体设置和外部电路连接的导线孔。

本实用新型还包括这样一些结构特征：

1.在入口接头和观测段之间设置入口段，入口段的一端通过法兰盘与入口接头连接、另一端与观测段的一端通过法兰盘固定连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型的观测段采用方形结构，区别于现有的圆形结构，方形结构更容易实现可视化，且在观测段的四个外表面都设置了可视化观测窗口，能实现实验流体的全方位可视化观测。本实用新型采用了ITO加热玻璃的加热方式，区别与现有的金属加热方式，使用ITO加热玻璃更加有利于可视化，而且在线路是连接在观测段的两端，不会影响装置的可视化，且本实用新型在观测段与入口接头之间设置入口段，因为入口段效应对流动传热影响很大，在实验研究中则需要消除入口段的影响，本实用新型设置的入口段则可避免入口段效应，而且入口段通过法兰盘与观测段连接，针对不同的流动工况时，可以方便更换不同长度的入口段。本实用新型的实验装置与外部实验回路用可拆卸的入口接头和出口接头连接，易拆卸，本实用新型的结构简单紧凑，易加工。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型的观测段示意图；

图3是本实用新型的入口段示意图；

图4是本实用新型中进出口接头示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。