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原文传递多功能蒸汽冷凝换热及结霜过程可视化实验装置

专利名称：	多功能蒸汽冷凝换热及结霜过程可视化实验装置
摘要：	本发明属于冷凝传热技术领域，多功能蒸汽冷凝换热及结霜过程可视化实验装置，包括真空环境系统、可视化系统、蒸汽发生系统、气体供应系统、冷却系统、数据采集与控制系统、实验样品及夹具。本发明的一种能够完成多种蒸汽冷凝和结霜实验的装置，通过本装置可以研究多组分不凝气含量对冷凝传热的影响，材料或表面结构对含或不含不凝气的冷凝传热的影响，变蒸汽压冷凝传热以及结霜现象等。同时，对实验样品的形状没有要求，观察视角大，可同时进行侧拍和俯拍。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	辽宁;21
申请人：	大连理工大学
发明人：	刘亚华;王歌;詹海洋;王昊
专利状态：	有效
发布日期：	2019-01-01T00:00:00+0800
申请号：	CN201810229255.3
公开号：	CN108469450A
代理机构：	大连理工大学专利中心 21200
代理人：	温福雪;侯明远
分类号：	G01N25/20(2006.01)I;G01N25/02(2006.01)I;G01N25/06(2006.01)I;G;G01;G01N;G01N25;G01N25/20;G01N25/02;G01N25/06
申请人地址：	116024 辽宁省大连市甘井子区凌工路2号
主权项：	1.一种多功能蒸汽冷凝换热及结霜过程可视化实验装置，其特征在于，所述的多功能蒸汽冷凝换热及结霜过程可视化实验装置包括真空环境系统、可视化系统、蒸汽发生系统、气体供应系统、冷却系统、数据采集与控制系统、实验样品(26)及夹具；所述的真空环境系统提供超高真空状态、恒温的密封腔室(24)，密封腔室(24)顶部和左右两侧开设有光学视窗，密封腔室(24)内部放置有实验样品(26)，实验样品(26)通过夹具夹持；密封腔室(24)通过管路与蒸汽发生系统、气体供应系统连接，根据实验要求向密封腔室(24)内部提供定量的蒸汽和不凝性气体；所述的真空环境系统包括排气阀(4)、真空阀(5)、真空泵组(6)、电子气压计(7)、加热带功率调节器(19)、热电偶(20)、加热带(21)、密封腔室(24)、蒸汽通入法兰(32)、冷却水穿透件(33)、电源穿透件(35)和热电偶穿透件(36)；所述的密封腔室(24)的舱门关闭后，利用真空泵组(6)通过真空阀(5)控制将密封腔室(24)内空气抽出，达到超高真空状态；所述的密封腔室(24)上设有排气阀(4)；加热带(21)缠绕在密封腔室(24)外壁四周，并通过计算机(22)和加热带功率调节器(19)调节加热带(21)的发热量，从而保持密封腔室(24)内部温度稳定在所需冷凝环境温度；电子气压计(7)和热电偶(20)设置在密封腔室(24)内壁，热电偶(20)位于实验样品(26)及冷却水进出口端，实现对密封腔室(24)内实验数据的采集和实时调控；蒸汽通入法兰(32)、冷却水穿透件(33)、电源穿透件(35)和热电偶穿透件(36)安装于密封腔室(24)的侧壁上，蒸汽通入法兰(32)实现与蒸汽流量计(9)的连接；所述的可视化系统包括密封腔室(24)顶部和左右两侧开设有光学视窗、深入式观察镜筒和高速摄像机(3)；光学视窗分别为俯拍视窗(30)、右上视窗(31)、右下视窗(34)、左上视窗(37)和左下视窗(38)；高速摄像机(3)正对于左侧和顶部的光学视窗，配合深入式观察镜筒同时实现侧拍和俯拍密封腔室(24)内的实验样品(26)表面冷凝形态；所述的实验样品(26)的待冷凝或结霜表面通过夹具固定于光学视窗附近，便于观察实验现象；所述的蒸汽发生系统包括蒸汽阀(8)、蒸汽流量计(9)、电磁阀(10)、液气分离器(11)、注液阀(12)、回流管阀(13)、锅炉测温热电偶(14)、锅炉功率调节器(15)和锅炉(16)，锅炉测温热电偶(14)焊接在锅炉(16)内部，探测锅炉(16)内水温，锅炉(16)通过锅炉功率调节器(15)将去离子水加热并稳定在冷凝环境温度，锅炉(16)通过蒸汽管道将产生的蒸汽输送到密封腔室(24)，蒸汽管道上设置有蒸汽阀(8)、蒸汽流量计(9)和电磁阀(10)，用以控制蒸汽的输出量；蒸汽管道与液气分离器(11)相连，液气分离器(11)通过回流管阀(13)控制与锅炉(16)构成回路；锅炉(16)上设有注液阀(12)；所述的冷却系统负责将实验样品(26)的冷端温度保持恒定，并使冷凝表面的温度低于密封腔室(24)环境中的蒸汽饱和温度，促使蒸汽在表面冷凝，当表面温度降至0℃以下时则进行结霜实验；所述的冷却系统包括冷却水泵(17)、冷却水槽(18)、帕尔贴冷台(28)和冷却水蛇形管(29)，帕尔贴冷台(28)负责将实验样品(26)冷却到指定温度，帕尔贴冷台(28)的热端与冷却水蛇形管(29)接触，冷却水泵(17)将冷却水从冷却水槽(18)沿冷却水循环管道输送到冷却水蛇形管(29)，用于帕尔贴冷台(28)热端冷却；所述的帕尔贴冷台(28)通过帕尔贴冷台功率控制器(23)进行控制；所述的数据采集与控制系统负责人机交互，控制整个实验装置的参数处于设定值，包括样品热电偶(25)、气压仪表、数据采集卡和计算机(22)；样品热电偶(25)设置在实验样品(26)附近，用于采集冷凝传热实验数据，推算传热系数；所述的气体供应系统包括高压气瓶(1)、减压阀(2)和气体流量计(27)，高压气瓶(1)提供的气体在管路中经过减压阀(2)减压后再经过气体流量计(27)进入密封腔室(24)。
所属类别：	发明专利