[实用新型]一种基于PIV系统的换热器流场监测装置

说明书

技术领域

本实用新型属于换热器流场检测领域，尤其涉及一种基于PIV系统的换热器流场监测装置。

背景技术

PIV是在20世纪70年代由固体力学散斑点发展的一种技术，其原理为：首先在流场中散布示踪粒子并用脉冲激光片光源照射所要研究的流场区域，通过连续两次或者多次曝光的PIV胶片，采用杨氏条纹法或者自相关法逐点处理胶片，从而得到全场的二维速度分布。

实际上，PIV就是通过测量示踪粒子两次曝光图像之间的距离△X来测量该点的速度，因而也就要求在两次曝光之间，粒子的轨迹必须接近直线，且速度基本恒定，即要求△T足够小。根据测量的位移与已知的时间间隔相除，就得到粒子的Lagrange速度，当时间间隔趋近于零，可以近似认为等于Euler速度。若在整个测试区域得到各点的速度矢量，就获得了整场的流动信息。

换热器是化工、石油、制药及能源等行业中应用相当广泛的单元设备之一，不仅能够合理调节工艺介质的温度以满足工艺流程的需要，也是余热废热回收利用的有效装置。而管壳式换热器由于结构可靠、技术成熟、适用面广等优势，成为了目前热力系统中最为常用的换热设备结构形式，其用量占全部换热器用量的70%。

现阶段对于换热器壳程的实验研究，往往只局限于三维仿真软件的模拟，由于缺少实验的方法加以验证而导致结果具有很大的不确定性，这极不利于科研人员在关于换热器方面的进一步研究及发展。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中的问题，提供一种基于PIV系统的换热器流场监测装置，可以用于现场检测换热器流动状态的实验装置，提高测试的准确性。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于PIV系统的换热器流场监测装置，包括回路冷水段、换热器实验段、测试系统，回路冷水段与换热器实验段相互连接，形成密封回路，回路冷水段位于密封回路的上部，换热器实验段位于密封回路的下部，测试系统对换热器实验段拍摄流场图以及涡量图；其中回路冷水段包括通过PLV管道及接头进行连通的水箱、水泵、液位计，换热器实验段包括筒体、若干换热管、若干折流板，换热管、折流板固定在筒体内部并且相互间隔设置。

按上述技术方案，筒体的两端与回路冷水段的两端PLV管道采用螺纹连接，两端连接处使用密封圈进行密封，并填充塑料进行密封，利用四根双头螺柱实现连接。

按上述技术方案，换热管设置在折流板的上半部分区域，且呈三角形分布，相邻2根换热管中心距为13～15mm。

按上述技术方案，筒体采用亚克力板材。

按上述技术方案，测试系统包括，PIV光路检测系统，图像采集系统，同步控制系统以及数据分析系统。

本实用新型产生的有益效果是：可以用于现场检测换热器流动状态，为今后实验科研人员提供可靠方便的装置，便于提高测试的准确性。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型实施例基于PIV系统的换热器流场监测装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中换热器实验段的示意图；

图3是折流板及换热管开孔排列方式示意图；

其中：1-液位计；2-PLV管道；4-换热器壳程；5-换热器管程；6-CCD照相机；7-计算机；8-支撑架；9-水箱；10-调速器；11-水泵；12-截止阀；21-不锈钢接管；22-筒体；23-换热管；24-开孔折流板；31-换热管孔；32-折流板孔。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型实施例中，提供一种基于PIV（粒子成像测速）系统的换热器流场监测装置，包括回路冷水段、换热器实验段、测试系统，回路冷水段与换热器实验段相互连接，形成密封回路，回路冷水段位于密封回路的上部，换热器实验段位于密封回路的下部，测试系统对换热器实验段拍摄流场图以及涡量图；其中回路冷水段包括通过PLV管道及接头进行连通的水箱、水泵、液位计，换热器实验段包括筒体、若干换热管、若干折流板，换热管、折流板固定在筒体内部并且相互间隔设置。

其中，筒体的两端与回路冷水段的两端PLV管道采用螺纹连接，两端连接处使用密封圈进行密封，并填充塑料进行密封，利用四根双头螺柱实现连接。