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原文传递空心圆球构型的表面对流换热系数测量系统及测量方法

专利名称：	空心圆球构型的表面对流换热系数测量系统及测量方法
摘要：	本发明公开了一种空心圆球构型的表面对流换热系数测量系统，由被测组件及测量组件构成；被测组件由两个空心半球状壳体构成，两个空心半球状壳体相互扣合构成空心球壳待测结构，在两个空心半球状壳体的扣合面上开设有出线槽；测量组件包括空心球壳内热源、直流稳压电源和测温装置，空心球壳内热源表面设有出线孔，空心球壳内热源内表面开设有布线槽，布线槽内布设有电加热丝，电加热丝的两端从空心球壳内热源的出线孔引出，分别与直流稳压电源的正极接线端、负极接线端相连；本发明的系统可解决竖直平板和空心圆管装置端面的绝热问题，充分考虑了材料的机械加工成型特点，该装置结构简单，灵活小巧，可实现对不同工况下表面对流换热系数的测量。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	四川;51
申请人：	中国工程物理研究院化工材料研究所
发明人：	董天宝;韦兴文;温茂萍;甘海啸;王文龙
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-12T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-21T00:00:00+0800
申请号：	CN201910293764.7
公开号：	CN109916952A
代理机构：	四川省成都市天策商标专利事务所
代理人：	郭会
分类号：	G01N25/20(2006.01);G;G01;G01N;G01N25
申请人地址：	621000 四川省绵阳市绵山路64号
主权项：	1.一种空心圆球构型的表面对流换热系数测量系统，其特征在于，由被测组件及测量组件构成；所述被测组件由两个空心半球状壳体构成，所述两个空心半球状壳体相互扣合构成空心球壳待测结构，且在两个空心半球状壳体的扣合面上开设有出线槽；所述测量组件包括空心球壳内热源、直流稳压电源和测温装置，空心球壳内热源表面设有出线孔，在空心球壳内热源内表面开设有布线槽，布线槽内布设有电加热丝，电加热丝的两端从空心球壳内热源的出线孔引出，且分别与直流稳压电源的正极接线端、负极接线端相连；所述测温装置用于测量被测组件的表面温度；其中，所述空心球壳内热源的外径尺寸不大于空心球壳待测结构的内径尺寸，且空心球壳内热源的出线孔与空心球壳待测结构的出线槽相对。 2.根据权利要求1所述的一种空心圆球构型的表面对流换热系数测量系统，其特征在于，所述测温装置由若干均匀布设于被测组件外表面的测温单元构成，一个测温单元由一个热电偶传感器及一个铜箔基底构成。 3.根据权利要求2所述的一种空心圆球构型的表面对流换热系数测量系统，其特征在于，所述测温单元的数量不少于8个。 4.根据权利要求1所述的一种空心圆球构型的表面对流换热系数测量系统，其特征在于，所述空心球壳内热源由两个空心半球组件扣合而成。 5.根据权利要求1所述的一种空心圆球构型的表面对流换热系数测量系统，其特征在于，所述空心球壳内热源由铜制成。 6.根据权利要求1所述的一种空心圆球构型的表面对流换热系数测量系统，其特征在于，所述电加热丝为双线缠绕，且电加热丝的直径为1.5mm。 7.根据权利要求1所述的一种空心圆球构型的表面对流换热系数测量系统，其特征在于，所述布线槽呈螺旋形设置于空心球壳内热源内表面，或所述空心球壳内热源内表面设有一个连通槽及多个圆环形布线槽，各布线槽通过连通槽连通。 8.根据权利要求1所述的一种空心圆球构型的表面对流换热系数测量系统，其特征在于，所述空心球壳待测结构包覆于空心球壳内热源表面，且空心球壳待测结构内表面涂覆有导热硅脂。 9.一种空心圆球构型的表面对流换热系数测量方法，其特征在于，由权利要求1至8中任一所述的一种空心圆球构型的表面对流换热系数测量系统实现，具体包括以下步骤： A.将空心球壳内热源放置于空心球壳待测结构的内腔中，且将空心球壳内热源的电加热丝的引出线从空心球壳待测结构的出线槽引出； B.打开直流稳压电源，为空心球壳内热源提供加热功率； C.通过空心球壳内热源持续对空心球壳待测结构进行加热，并通过测温装置测量被测组件的表面温度TS；同时，获取环境温度T∞； D.通过表面对流换热系数计算公式计算被测组件的表面对流换热系数h；其中，根据牛顿冷却定律，表面对流换热系数计算公式为： P为通过空心球壳待测结构表面的热功率，单位：W，A为被测组件的外表面积，单位：m2，TS为表面温度，单位：℃，T∞为环境温度，单位：℃；其中，通过空心球壳待测结构表面的热功率P的计算公式为：P＝I2·Reff，I为直流稳压电源提供的电流大小，单位：A，Reff代表电加热丝的加热电阻，单位：Ω。
所属类别：	发明专利