[发明专利]管壳式换热器两相换热实验测试平台以及测试方法

说明书

技术领域

本发明属于换热器测试技术领域，特别涉及一种管壳式换热器两相换热实验测试平台以及测试方法。

背景技术

随着现代科学技术包括计算机技术、通信技术、传感技术、现代控制理论等的发展，现代检测技术的逐渐成熟，全新的测试技术具有高精度、实时性高、界面友好、易操作等优点，被广泛应用于实际生产及实验室研究中；近年来，随着工业生产对于换热器精准度要求的不断提高，换热器性能测试平台开发研究工作发展的很快。

发明内容

发明目的：本发明提供了一种管壳式换热器两相换热实验测试平台以及测试方法，以解决现有技术中的问题。

技术方案：为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种管壳式换热器两相换热实验测试平台，包括锅炉5，所述锅炉5分别连接压缩空气加热器4和热水加热器6，所述热水加热器6连接热水分水器7，所述压缩空气加热器4和热水分水器7均连接混合器8，所述混合器8连接实验元件11，所述实验元件11依次连接冷却水水箱12、冷却塔13和冷却水分水器14，冷却水分水器14再连接实验元件11形成回路，所述实验元件11还依次连接分离器10、热水水箱9和热水加热器6；

所述压缩空气加热器4还连接储气罐3，所述储气罐3依次连接有空干机2和空压机1；

所述分离器10上还设置有排气装置。

进一步的，所述压缩空气加热器4和热水加热器6上还分别设置有疏水器。

进一步的，所述空干机2和储气罐3、锅炉5和压缩空气加热器4、锅炉5和热水加热器6、混合器8和实验元件11、实验元件11和分离器10、冷却塔13和冷却水分水器14之间均设置有球阀；所述实验元件11和冷却水水箱12之间设置有单向阀；所述冷却塔13上还设置有冷却塔循环泵。

进一步的，所述热水水箱9和热水加热器6之间并联有两组球阀、两个流量范围不同的水泵和两个单向阀；所述热水加热器6上还设置有热水循环泵。

进一步的，所述压缩空气加热器4和混合器8之间并联有两组开度范围不同的调节阀、两个流量计和两个球阀，又串联一个球阀和一个单向阀。

进一步的，所述热水分水器7和混合器8之间并联有两组开度范围不同的调节阀、两个流量计和两个球阀，又串联一个单向阀。

进一步的，所述冷却水水箱12和冷却塔13之间并联有两组球阀、两个流量范围不同的水泵和两个单向阀，又串联一个球阀；所述冷却水分水器14和实验元件11之间并联有两个两组开度范围不同的调节阀、两个流量计和两个球阀，再串联一个单向阀和一个球阀。

进一步的，所述储气罐3、热水水箱9和冷却水水箱12上均设置有测温口和压力测口；所述实验元件11的进出管道口均设置有测温口和压力测口。

进一步的，所述调节阀均连接储气罐3的气动阀口。

一种管壳式换热器两相换热实验测试方法，包括压缩空气系统、蒸汽系统、冷却水系统和测试系统，包括以下步骤：启动空压机1和空干机2，调节供气压力，一部分对调节阀进行供气，另一部分经过压缩空气加热器4到混合器8进入到实验元件11。启动冷却塔13和冷却塔循环泵，冷却水通过冷却水分水器14再到实验元件11；启动热水循环泵，热水从热水水箱9进入热水加热器6，再经热水分水器7随管道进入混合器8与空气混合后，最后进入实验元件11；最后启动锅炉5，蒸汽进入到热水加热器6和压缩空气加热器4，对水和空气进行加热，蒸汽凝结成水，从疏水器排出；待流量、温度、压力稳定后，开始数据采集，管内换热结束之后，热水送入到分离器10再回到热水水箱9，冷却水回到冷却水水箱12，空气放空。

有益效果：本发明以空气和水为工作介质，壳侧通过热水与空气的混合物，管侧通入冷却水，完成换热器热工性能与流动阻力特性试验。搭建测试平台来完成管壳式换热器两相实验，操作方便，灵活调节，可以通过改变热水与冷却水流速，不凝性气体的含量及介质的流通空间对换热效率进行多方面研究。