[发明专利]管内沸腾实验中小管径换热管壁温测量装置

说明书

本发明涉及换热测试技术领域，尤其涉及一种管内沸腾实验中小管径换热管壁温测量装置。包括换热管(1)、设置在换热管(1)外的电加热层(2)以及设置在电加热层(2)外部的保温层(3)，所述电加热层(2)与换热管(1)之间还设有导热层，且所述换热管(1)外部还设有矩形接触面，矩形接触面一侧与换热管(1)外壁紧贴，矩形接触面另一面设置贴片式温度传感器(6)。这种测试装置结构简单且精度较高。

技术领域

本发明涉及换热测试技术领域，尤其涉及一种管内沸腾实验中小管径换热管壁温测量装置。

背景技术

在高效换热管内换热特性的研究中，对换热系数的分析是其不可或缺的部分。实验操作中，主要采用两种方式对管内换热系数进行计算：热阻分离法和壁温测量法。

对于热阻分离法，由于环形通道与圆形管结构上的差异，单相换热关联式并不能对环形通道内换热特性实现高精度预测，且管内换热系数计算公式中涉及变量较多，两者均可加大管内换热系数的计算误差，因此不仅要对各测量元件提出较高的精度要求，还需对环形通道内工质的换热特性进行重新标定。此外，环形通道内工质换热特性受通道内外径尺寸等结构参数影响较大，且需对不同尺寸换热管进行分别标定，可预示后续实验中繁琐的工作量。

对于壁温测量法，通常在换热管表面设计凹槽，使热电偶探头深埋凹槽内，进而对换热管壁温进行测量。此方法在使用中同样存在较多局限性：1)对于壁厚较薄的换热管，无法提供足够深度的凹槽，致使部分热电偶探头暴露在换热管壁面外，然而与电加热器、流动工质以热辐射、热对流的形式进行换热，引起较大的壁温测量误差；2)热电偶数据信号线在换热区分布较长时，热源同样会对数据信号线产生加热效果，即在温差传输过程中影响探头测量精度；3)工程上通常把管径＜5mm的换热管称为小管径管，而小管径管较小的结构尺寸根本无法为热电偶提供充足的测量壁面，进而无法实现壁温的有效测量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种结构简单且精度较高的管内沸腾实验中小管径换热管壁温测量装置。

本发明所采用的技术方案是：一种管内沸腾实验中小管径换热管壁温测量装置，包括换热管、设置在换热管外的电加热层以及设置在电加热层外部的保温层，所述电加热层与换热管之间还设有导热层，且所述换热管外部还设有矩形接触面，矩形接触面一侧与换热管外壁紧贴，矩形接触面另一面设置贴片式温度传感器。

作为优选，所述换热管外设有卡套，且所述卡套与换热管外壁接触部分为面接触。

作为优选，所述卡套为矩形卡套，且所述矩形卡套通过焊锡固定在换热管外壁上。

作为优选，所述贴片式温度传感器为贴片式铂电阻。

作为优选，所述导热层包括导热油箱以及存储在导热油箱内的导热油。

作为优选，所述电加热层与导热油箱之间缝隙中充注导热硅脂。

作为优选，所述贴片式温度传感器与导热层之间还设有用于阻止贴片式温度传感器与导热层之间换热的隔热层。

作为优选，所述隔热层使用气凝胶制成。

作为优选，它还包括数据信号线，贴片式温度传感器均与数据信号线连接，数据信号线沿着换热管外壁布置，且最终沿着导热油箱内壁由进油孔伸出。

采用以上结构与现有技术相比，本发明具有以下优点：首先本申请结构设计合理、组件加工方便，并且与传统结构相比，本申请壁温测量不再受管径、壁厚等换热管结构参数的影响，且可保证测量元件仅与换热管以热传导的形式进行换热，排除了其它热源对温度感应探头的加热效果，进而大大提高了换热管壁温的测量精度。

附图说明

图1为本发明管内沸腾实验中小管径换热管壁温测量装置的主视图。

图2为图1中A-A的剖视图。