[发明专利]一种汽液-液换热器换热效率测定的实验装置及方法

说明书

本发明提供一种汽液‑液换热器换热效率测定的实验装置及方法，包括动力段，加热段，测试段和冷却段；所述动力段包括泵、过滤器、储液罐，为整套装置主回路提供动力，供装置主回路的蒸汽流动；所述加热段包括电热丝加热装置、气液掺混器，加热段将主回路中的过冷液加热至汽液两相状态，通过控制加热段来改变测试段进口的蒸汽干度；所述测试段包括汽液‑液换热器、测试段加热或冷却主回路中的蒸汽流，从而获得汽液‑液换热器两种不同工作状态的换热效率，所述冷却段将从测试段出来的蒸汽流冷却至过冷液状态；本发明测量传热试验中汽液‑液两相换热器的换热效率，验证管道内不同蒸汽干度、换热器进出口不同流体流型对汽液‑换热效率的影响。

技术领域

本发明涉及一种汽液-液换热器换热效率测定的实验装置及方法，属于换热器实验设计领域，用于传热试验中测量两相换热器的换热效率，可间接测量和实时控制换热器内局部蒸汽干度，并验管道内不同蒸汽干度和流体流型对汽液-液换热器换热效率的影响，以完善两相换热器换热效率测定方面的空缺。

背景技术

换热器行业在全球工业生产中发挥重要作用，是一个处于蓬勃发展期的朝阳产业。在世界换热器产业竞争中，中国、俄罗斯、巴西、印度市场是最近几年增长较快的几个国家和地区，四个国家换热器市场总规模约占全球换热器市场近30％的份额；欧盟和美国竞争优势较为明显，两大市场的规模共占全球换热器市场近40％的份额。全球换热器市场行业规模、行业技术等不断发展，换热器凭借其环保性和高效性，得到了用户的青睐。各国政府为达成未来可持续化发展和降低温室气体排放数量的目标，出台了各类鼓励性法规，拉动全球换热器市场。

两相流是化工过程中常见的现象，主要指气-液两相流态。在利用换热器进行换热的过程中，管道内常常发生冷凝、气化等现象，即发生相变化的现象，产生了两相流态。这种现象对传热来说就有很大的变化，因为气、液两态的给热系数相差较大。如按单相来考虑，势必开造成错误。

至今为止，对液-液、气-液等单相换热器的换热效率影响因素已经十分了解，但对汽液-液两相换热器的研究不是很多，由于实验的复杂性，两相比率对换热器换热效率的影响了解更是不足。

干度是影响汽液-液换热器换热效率流动的一个关键参数，并不是汽含量越多，换热器的换热效率就越高，针对不同的汽液-液两相换热器，应有一个对应于其换热效率最大值的蒸汽干度。因此，为更好的研究汽液-液换热器换热效率，对干度测量和换热效率两方面需同时测定。另一方面，为了设计更有效的汽液-液换热器，以满足固定干度范围下两相换热器效率达到最大，也需要设计一套实验系统及方法。这都说明一种汽液-液换热器换热效率测定装置和方法十分迫切。

发明内容

本发明的目的是提供一种汽液-液换热器换热效率测定的实验装置及方法，用于测量传热试验中获得汽液-液两相换热器的换热效率。通过控制加热器温度来改变管道内蒸汽干度的不同，同时测量汽液-液两相换热器进出口蒸汽干度，得到不同蒸汽干度下换热器的换热效率，观察不同流型对汽液-液换热器换热效率的影响。

本发明的目的是这样实现的：

一种汽液-液换热器换热效率测定的实验装置，所述实验装置包括动力段，加热段，测试段，冷却段并且依次相连；所述动力段包括泵、过滤器、储液罐，为整套装置主回路提供动力，供装置主回路的蒸汽流动；所述加热段包括电热丝加热装置、气液掺混器，加热段将主回路中的过冷液加热至汽液两相状态，通过控制加热段来改变测试段进口的蒸汽干度；所述测试段包括汽液-液换热器、测试段加热或冷却主回路中的蒸汽流，从而获得汽液-液换热器两种不同工作状态的换热效率，所述冷却段包括换热器、制冷装置，冷却段将从测试段出来的蒸汽流冷却至过冷液状态；