[发明专利]一种油垢热阻测量装置及油垢热阻计算方法

权利要求书

1.一种油垢热阻测量装置，其特征在于：包括供油管(13)，所述供油管(13)的进油口与油泵(14)的出油口相连，所述油泵(14)的进油口与油冷器(18)的出油口相连，所述油冷器(18)的进油口与回油管(17)的出油口相连，所述回油管(17)进油口与所述供油管(13)的出油口之间并联有上通道测量段和下通道测量段；

所述供油管(13)上设置有过滤器(12)和总调节阀；

所述回油管(17)上设置有截止阀(16)；

所述上通道测量段和下通道测量段均包括与所述总调节阀相连的分支调节阀(1)，所述分支调节阀(1)与入口管(9)相连，所述入口管(9)与流量计(2)相连，所述流量计(2)与L型弯管相连，所述L型弯管包括一体连接的水平段(4)、弯管段(8)和垂直段(5)，所述水平段(4)与所述流量计(2)相连；

所述水平段(4)、弯管段(8)和垂直段(5)均由内到外依次包括油管、保温层和保护层(10)；所述水平段(4)、弯管段(8)和垂直段(5)的油管中部均设置有加热器(7)，所述加热器(7)两端的所述水平段(4)和垂直段(5)的油管上均设置有热电偶(3)和热电阻(11)；

两所述垂直段(5)均通过止回阀(6)与回油管(17)相连；

所述流量计(2)、热电偶(3)、加热器(7)、热电阻(11)、截止阀(16)、油泵(14)均与显示仪(19)的控制器相连；所述显示仪(19)上设置有液晶屏(22)，所述液晶屏(22)与所述控制器相连。

2.根据权利要求1所述的一种油垢热阻测量装置，其特征在于：所述热电偶(3)和热电阻(11)布置在油管直径方向的两侧，即相同位置的所述热电偶(3)和热电阻(11)位置相对应。

3.根据权利要求1所述的一种油垢热阻测量装置，其特征在于：所述截止阀(16)通过三通接头分别与所述上通道测量段和下通道测量段的止回阀(6)连接。

4.根据权利要求1所述的一种油垢热阻测量装置，其特征在于：所述总调节阀通过三通接头分别与所述上通道测量段和下通道测量段的分支调节阀(1)相连。

5.根据权利要求1所述的一种油垢热阻测量装置，其特征在于：所述供油管(13)、回油管(17)和油管均为DN25钢管。

6.根据权利要求1所述的一种油垢热阻测量装置，其特征在于：所述保温层的材质为发泡聚氨酯。

7.根据权利要求1所述的一种油垢热阻测量装置，其特征在于：所述油冷器(18)为蛇形管式换热器，所述蛇形管式换热器顶端设置有用于插入所述回油管(17)的进油孔，所述油冷器(18)内设置有冷水管(15)，所述冷水管(15)接自来水。

8.根据权利要求1所述的一种油垢热阻测量装置，其特征在于：所述流量计(2)型号为LC。

9.根据权利要求1所述的一种油垢热阻测量装置，其特征在于：所述加热器(7)均为绝缘电热丝，缠绕在所述油管外表面。

10.采用如权利要求1～9任一项所述的一种油垢热阻测量装置的油垢热阻计算方法，其特征在于：包括以下步骤：

上通道测量段的水平段(4)的油垢热阻的计算方法为：

调整上通道测量段的水平段(4)上的加热器(7)的电流，控制加热器(7)前后的油温升Δt＝t₂-t₁，其中t₂代表升温后的温度，其中t₁代表升温前的温度，Δt代表传热温差，Δt不超过10℃，测出加热器(7)的电热功率N；加热器(7)前后的油管的管外壁温度分别由热电阻(11)测量，分别为t_W1、t_W2，管外壁平均温度为t_W，t_W＝0.5(t_W1+t_W2)；此时水平段(4)的对数平均温差为：

式(1)中，下标lm代表对数平均，Δt代表传热温差，(Δt)_lm代表对数平均传热温差，简称对数平均温差，对数平均温差比算术平均温差更符合工程实际；

由于水平段(4)的长度和加热面积A一定，故水平段(4)的导热热阻R₀一定，水平段(4)的传热系数为K一定，则可以算出传热总热阻R：

式(2)中，R代表水平段(4)的传热总热阻；N代表加热器(7)的电热功率；R_x代表油垢热阻；R_α代表水平段(4)的对流换热热阻；

从式(2)可知，只要算出R、R_α，便可知道油垢热阻R_x；R＝1/K；下面计算R_α；

根据流量计(2)读数流量V，单位为L/min，油管内径d，单位为mm，计算油速c，单位为m/s：

油平均温度t＝0.5(t₁+t₂)，根据t从油物性参数表查得油密度ρ，ρ单位为kg/L、导热系数λ、运动粘度、Pr数；上通道测量段的通道流量m采用m＝ρV公式计算，m的单位为kg/min；根据已知数据可算出雷诺数Re，采用下式(4)可算出努氏数Nu：

Nu＝0.023Re^0.8Pr^0.4 (4)

由于Nu＝αd/λ，其中，α代表对流换热系数；故对流换热热阻R_α用下式(5)计算：

式(5)中，α代表对流换热系数；

最后可得，油垢热阻R_x＝R-R₀-R_α。