[发明专利]低压环境高效换热模拟试验装置及其试验方法

权利要求书

1.一种低压环境高效换热模拟试验装置，其特征在于：

由热边盘管（1）、热边盘管进液端（2）、热边盘管出液端（3）、冷边供液管（4）、喷嘴（5）、真空泵（6）、排液管（7）、储液罐（8）、节流阀（9）、真空罐体（10）、增压装置（11）、数据采集装置（12）、第一热电偶（13）、第二热电偶（14）、第三热电偶（15）、第四热电偶（16）、第一压力表（17）、第二压力表（18）、第三压力表（19）、第四压力表（20）、第一流量计（21）、第二流量计（22）、玻璃观察窗（23）组成；

上述真空罐体（10）表面设有玻璃观察窗（23），内部下方安装有热边盘管（1），上方安装有冷边供液管（4）与喷嘴（5）；热边盘管（1）的进液端（2）与出液端（3）延伸至罐体外；冷边供液管（4）在真空罐体（10）内部与喷嘴（5）相连，在真空罐体（10）外通过节流阀（9）与储液罐（8）相连；喷嘴（5）位于热边盘管（1）的正上方；真空泵（6）与真空罐体（10）的顶部相连，用于维持罐体内的负压；排液管（7）位于真空罐体（10）外，与真空罐体（10）的下部相连，其高度与热边盘管（1）平齐； 节流阀（9）位于冷边供液管（4）上，通过节流降压降低进入冷边供液管（4）的冷边流体压力；储液罐（8）与增压装置（11）相连。

2.根据权利要求1所述的低压环境高效换热模拟试验装置，其特征在于：

热边盘管（1）进口端（2）设有第一流量计（21）、第一热电偶（13）及第一压力表（17），出口端（3）设有第二热电偶（14）；储液罐（8）的顶部设有第二压力表（18），冷边供液管上设有第二流量计（22）、第三压力表（19）及第三热电偶（15）；排液管上设有第四热电偶（16）;

真空泵（6）与真空罐体（10）连接的管道上设有第四压力表（20）；所有传感器都与数据采集装置（12）相连。

3.根据权利要求1所述的低压环境高效换热模拟试验装置，其特征在于：

喷嘴（5）为实心锥喷嘴，其喷雾范围能够覆盖真空罐体（10）内热边盘管（1）的全部上表面积。

4.根据权利要求1所述的低压环境高效换热模拟试验装置的试验方法，其特征在于包括以下过程：

试验装置运行时，真空泵（6）开始工作，使得真空罐体（10）内处于低压状态；

增压装置（11）维持储液罐（8）内部的压力环境，储液罐（8）中的冷边流体经节流阀（9）降压后通过冷边供液管（4）流入喷嘴（5）中，通过喷嘴（5）将冷边流体均匀喷洒至热边盘管（1）的上表面上；高温热流体从热边盘管进液端（2）流入热边盘管（1）中，与喷洒至热边盘管（1）上表面的冷边流体换热，最后从热边盘管出液端（3）流出；此时冷边流体在低压环境中汽化吸热，降低了热边盘管（1）内部高温热流体的温度，冷边流体汽化后的气体通过与真空罐体（10）顶部相连的真空泵（6）排出；

随着喷嘴（5）的喷洒，真空罐体（10）底部存有一定的积液，该积液到达一定液位后通过排液管（7）排出，真空罐体（10）内的积液高度稳定在热边盘管（1）的管道截面中心位置，留存的积液刚好能够浸没热边盘管（1）的下表面。

5.根据权利要求4所述的低压环境高效换热模拟装置的试验方法，其特征在于：

真空泵（6）与真空罐体（10）的顶部相连，真空泵（6）开启后真空罐体（10）内的空气被不断排出，达到一定真空度后泵停止运行；随着试验装置的运行，冷边流体在热边盘管（1）的表面换热气化后产生的气体会减小真空罐体（10）内的真空度，此时真空泵（6）再度开启抽吸罐内气体，维持真空罐体（10）内的真空度。