[发明专利]一种喷嘴空间角度可调的静电雾化冷却能力评价装置

摘要

本发明公开了一种喷嘴空间角度可调的静电雾化冷却能力评价装置，属于换热冷却技术领域。本发明包括静电雾化冷却系统和临界热流密度及换热系数测量系统，静电雾化冷却系统包括大扇形盘、小扇形盘、可调手柄、导轨、第一滑块和注射泵、硅橡胶管和支架，临界热流密度及换热系数测量系统包括紫铜棒、K型热电偶丝、绝热套筒、箱盖、紫铜块、电加热棒、石墨毡绝热托盘、第二滑块、底座、支撑块、石墨毡绝热支撑块、导块、电压表、变阻器和K型热电偶。本发明在同一个装置上能进行不同喷嘴空间角度、不同靶距、不同高压静电发生器输出电压、加热功率及冷却介质流量条件下静电雾化瞬态和稳态传热试验，测量临界热流密度和换热系数。

主权项

一种喷嘴空间角度可调的静电雾化冷却能力评价装置，其特征在于，包括静电雾化冷却系统和临界热流密度及换热系数测量系统；所述静电雾化冷却系统是由大扇形盘(19)、小扇形盘(2)、可调手柄(5)、垫块(21)、导轨(20)、第一滑块(18)、连接垫块(3)、垫片(1)、连接手柄(4)、喷嘴(22)、高压静电发生器(24)、高压电缆(23)、导线A(25)、注射泵(35)、硅橡胶管(34)和支架(33)构成；所述大扇形盘(19)为扇形圆盘，大扇形盘(19)的角度为130°—150°，所述大扇形盘(19)垂直于水平面布置；所述大扇形盘(19)沿扇形圆盘表面的圆弧内侧开设第一角度孔，所述第一角度孔为9—15个，个数为奇数，所述第一角度孔沿大扇形盘(19)弧度均匀分布；所述大扇形盘(19)扇形圆盘表面开设弧形槽，弧形槽位于第一角度孔的内侧，所述弧形槽的角度小于大扇形盘(19)的角度；所述导轨(20)为细窄弧形轨道，所述导轨(20)的角度大于等于大扇形盘(19)的角度，所述导轨(20)设于大扇形盘(19)的弧形槽的中间，导轨(20)的两端通过螺钉连接于大扇形盘(19)的正面；所述第一滑块(18)为长方体薄板，在长方体的反面设有矩形凸台，所述矩形凸台设于大扇形盘(19)的弧形槽内；所述第一滑块(18)正面设有圆弧状槽，所述导轨(20)设于第一滑块(18)正面的圆弧状槽内，与第一滑块(18)间隙配合，使得第一滑块(18)可在导轨(20)上滑动；所述可调手柄(5)为长方体薄板，垂直于水平面且平行于大扇形盘(19)扇形面设置，所述可调手柄(5)通过螺钉与第一滑块(18)连接，所述可调手柄(5)上部开孔，所述开孔孔径与大扇形盘(19)上的第一角度孔相同；拨动可调手柄(5)，第一滑块(18)在导轨(20)上滑动时，可调手柄(5)上部的开孔可与大扇形盘(19)上的第一角度孔重合，所述可调手柄(5)下部开有矩形槽，所述硅橡胶管(34)与喷嘴(22)相连，从矩形槽中引出；所述垫块(21)两端通过螺钉连接于可调手柄(5)的底部，所述垫块(21)中心处开有阶梯孔，所述喷嘴(22)置于阶梯孔内，所述喷嘴(22)头从阶梯孔内向下伸出；所述垫片(1)为长方体薄板，垂直于水平面且平行于大扇形盘(19)扇形面设置，所述垫片(1)两端通过螺钉连接于大扇形盘(19)的反面，所述垫片(1)中部通过螺钉和圆筒状的连接垫块(3)连接小扇形盘(2)；所述小扇形盘(2)为90°扇形圆盘，所述小扇形盘(2)扇形面与水平面、大扇形盘(19)扇形面相垂直；所述小扇形盘(2)扇形面的直角内侧开设转动孔，所述小扇形盘(2)扇形面的圆弧内侧开设第二角度孔，所述第二角度孔为4—10个，所述第二角度孔均匀分布于以直角处转动孔的中心为圆心的圆弧上，第一个第二角度孔位于0°，最后一个第二角度孔位于90°；所述支架(33)上设有悬臂梁，所述支架(33)的悬臂梁与水平面平行；所述连接手柄(4)为开设有3个孔的长方体薄板，3个孔分别开设于连接手柄(4)的两端和中间，所述连接手柄(4)通过带螺纹的T型销轴穿过连接手柄(4)两端的孔与支架(33)的悬臂梁连接，所述小扇形盘(2)直角处转动孔穿在位于支架(33)的悬臂梁顶端的带螺纹的T型销轴上，并通过螺母与连接手柄(4)、支架(33)的悬臂梁连接；所述连接手柄(4)开设于中间的孔孔径与小扇形盘(2)上第二角度孔相同，拨动所述小扇形盘(2)，小扇形盘(2)绕小扇形盘(2)直角处转动孔的T型销轴转动，小扇形盘(2)的第二角度孔可与连接手柄(4)中间开设的孔重合；所述注射泵(35)通过硅橡胶管(34)与喷嘴(22)相连；所述高压静电发生器(24)负极输出端通过高压电缆(23)与喷嘴(22)相连，正极输出端通过导线A(25)接地；所述临界热流密度及换热系数测量系统由紫铜棒(7)、K型热电偶丝(6)、绝热套筒(9)、箱盖(10)、法兰(8)、绝热材料(11)、紫铜块(12)、电加热棒(13)、石墨毡绝热托盘(14)、第二滑块(15)、底座(16)、支撑块(17)、石墨毡绝热支撑块(26)、导块(27)、导线B(29)、导线C(30)、巡检仪(28)、转块A(31)、转块B(32)、电压表(37)、变阻器(38)和K型热电偶(36)构成；所述箱盖(10)为底部开口的圆筒，所述底座(16)为圆形板，所述箱盖(10)置于底座(16)上，与底座(16)配合形成一个中空的圆筒；所述箱盖(10)顶面中心处开有阶梯孔，所述法兰(8)为外部台阶状的圆筒，设于箱盖(10)顶面中心处的阶梯孔中，通过螺钉与箱盖(10)连接；所述紫铜棒(7)为细长圆柱状，设置于圆筒形的绝热套筒(9)内，与绝热套筒(9)过盈配合；所述绝热套筒(9)周围包裹绝热材料(11)，设置于法兰(8)的圆筒中，所述法兰(8)下部外圆面处设有螺孔，固定包裹绝热材料(11)的绝热套筒(9)，使紫铜棒(7)与水平面垂直；所述紫铜块(12)为由上部为截面小的圆柱、中部为圆锥台、下部为截面大的圆柱所构成的回转体；所述紫铜块(12)下部圆柱外圆面处开有1‑4个盲孔，所述盲孔的轴线与紫铜块(12)的轴线相交且垂直，所述电加热棒(13)设有1‑4个，分别布置在紫铜块(12)的盲孔内，电加热棒(13)与电压表(37)、变阻器(38)相连并加载交流电，加热紫铜块(12)；所述紫铜块(12)设置于石墨毡绝热托盘(14)上，且周围包裹绝热材料(11)；所述石墨毡绝热托盘(14)为上大下小的台阶状圆柱，所述石墨毡绝热托盘(14)顶面中心处开盲孔，所述紫铜块(12)设置于盲孔中，所述石墨毡绝热托盘(14)底面设置于第二滑块(15)上；所述底座(16)设于支撑块(17)上，底座(16)开设有矩形槽，矩形槽内开有长条状通孔，所述底座(16)通过导线C(30)接地；所述第二滑块(15)为长方体薄板，所述第二滑块(15)设置于底座(16)的矩形槽中，与底座(16)的配合关系为间隙配合；所述第二滑块(15)下部设有圆柱状手柄，圆柱状手柄设置于底座(16)矩形槽内的长条状通孔中，并可在长条状通孔中来回移动，使第二滑块(15)可沿底座(16)矩形槽的长度方向移动；所述导块(27)为上小下大的台阶状圆柱件，所述导块(27)顶面中心处开设盲孔，底面置于第二滑块(15)上，并通过螺钉与第二滑块(15)连接；所述石墨毡绝热支撑块(26)为上大下小的台阶状圆柱件，石墨毡绝热支撑块(26)下部置于导块(27)顶面中心处开设的盲孔中，与导块(27)间隙配合；所述转块A(31)和转块B(32)为下部沿径向开设通孔的圆柱件；所述转块A(31)通过双头螺柱与第二滑块(15)及石墨毡绝热托盘(14)连接构成丝杆结构；所述转块B(32)通过双头螺柱与第二滑块(15)及石墨毡绝热支撑块(26)连接构成丝杆结构；所述K型热电偶丝(6)布置在紫铜棒(7)顶面，所述K型热电偶丝(6)连接巡检仪(28)，所述巡检仪(28)通过导线B(29)接地；所述K型热电偶(36)沿轴向置于紫铜棒(7)上部的外表面处，所述K型热电偶(36)连接巡检仪(28)，所述巡检仪(28)通过导线B(29)接地。