[发明专利]适用于海洋温差发电系统降膜蒸发器的喷雾撞壁实验装置

说明书

本发明涉及一种适用于海洋温差发电系统降膜蒸发器的喷雾撞壁实验装置，其特征在于：它包括喷雾液滴群生成系统、壁面加热系统、壁面控制系统和流动传热测试系统；所述喷雾液滴群生成系统将生成的喷雾液滴喷淋至所述壁面加热系统，所述壁面加热系统与所述壁面控制系统连接，所述流动传热测试系统用于采集所述壁面加热系统的流动参数和传热参数。本发明可直接测量雾化液滴的撞壁速度和雾化粒径，观测雾化液滴群碰撞管束表面强瞬态过程，实现不同碰撞速度、雾化粒径、撞击角度下喷雾碰撞不同温度管束流动传热特性的测量，可为深入研究喷雾撞壁机理提供基础，为高效喷淋式降膜蒸发器的研发提供实验支持。

技术领域

本发明涉及一种喷雾撞壁实验装置，特别是关于一种适用于海洋温差能发电降膜蒸发器的喷雾撞壁实验装置。

背景技术

目前，海洋温差能储量巨大，且具有清洁可再生和全天候运行等优点，海洋温差能资源开发利用是保障岛礁供电的一个重要选项。由于冷、热海水温差有限，能量品味低，为保证蒸发器热负荷足够蒸发循环工质，需使用大量表层温海水，造成蒸发器尺寸大，工程成本高。因此，高效蒸发器的开发十分重要。

国内外研究者对液滴碰撞壁面的可视化实验装置的实现形式是，采用针头形成液滴，将针头悬挂在一定高度，液滴自由落体垂直碰撞水平壁面，并采用高速摄像仪记录液滴撞壁前后的整个过程。上述方法针对单液滴进行研究，没有考虑喷雾撞壁液滴间相互作用的影响，且由于悬挂高度有限，使得液滴的撞壁速度较小。同时，该方法不能直接测试液滴的撞壁速度，其撞壁速度是由自由落体定律计算得到，受图像分析方法的局限性影响，计算所得撞壁速度与实际撞壁速度存在一定误差，且现有装置多针对液滴碰撞平面进行研究，不能研究液滴碰撞管束表面以及撞击角度的影响。此外，对于现有喷雾实验装置往往只能实现自由喷雾的研究，对于喷雾液滴群撞壁过程无法观测。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种适用于海洋温差发电系统降膜蒸发器的喷雾撞壁实验装置，该装置能实现喷雾液滴群碰撞管束表面过程的可视化观测，仿真度高、实验结果准确。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种适用于海洋温差发电系统降膜蒸发器的喷雾撞壁实验装置，其特征在于：它包括喷雾液滴群生成系统、壁面加热系统、壁面控制系统和流动传热测试系统；所述喷雾液滴群生成系统将生成的喷雾液滴喷淋至所述壁面加热系统，所述壁面加热系统与所述壁面控制系统连接，所述流动传热测试系统用于采集所述壁面加热系统的流动参数和传热参数。

进一步，所述喷雾液滴群生成系统包括储罐、管路、工质泵和喷嘴；所述储罐的输出端通过所述管路与所述工质泵入口连接，所述工质泵的出口经所述管路与所述喷嘴连接；所述喷嘴位于所述壁面加热系统上方。

进一步，在所述储罐与所述工质泵之间的所述管路上设置有阀门和压力表。

进一步，所述喷嘴采用压力雾化喷嘴。

进一步，所述壁面加热系统包括加热装置、加热棒和热电偶；所述加热装置采用T型结构，其由加热柱和管束焊接而成，所述管束与所述壁面控制系统连接；位于所述加热柱一侧设置有所述加热棒，位于所述管束一侧设置有所述热电偶；所述喷嘴位于所述管束上方，且所述热电偶在所述管束上的设置位置位于所述喷嘴的喷射范围内。

进一步，所述加热柱上间隔设置有若干盲孔，所述加热棒通过盲孔安装在所述加热柱上，所述管束上间隔设置有若干插孔，所述热电偶通过插孔由下向上插设至所述管束表面。

进一步，所述壁面控制系统包括底座、支座、滑动支架和曲轴；所述底座一端设置有所述支座，所述底座另一端设置有所述曲轴；靠近所述曲轴一侧的所述底座上还设置有所述滑动支架；所述管束一端放置在所述支座上，所述管束另一端连接在所述滑动支架上；所述滑动支架与所述曲轴连接。