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原文传递一种轴向旋转振荡热管试验装置及其使用方法

专利名称：	一种轴向旋转振荡热管试验装置及其使用方法
摘要：	本发明涉及一种轴向旋转振荡热管试验装置及其使用方法，轴向旋转振荡热管试验装置将轴向旋转振荡热管安装在可以调速的旋转机构上即可在不同旋转速度下，利用热电偶对所述振荡热管蒸发段，冷凝段和绝热段温度进行测量和采集，同时可对所述振荡热管内部气液两相流动进行拍摄和记录，来研究所述振荡热管在所述转速下的传热性能和启动性能，并借助所述气液两相流动状态揭示转速对所述轴向旋转振荡传热机制和启动机理的影响规律。此外所述轴线旋转振荡热管可采用透明材质板式或者透明材质管式振荡热管，且内部流道的水力直径和界面形状可变，以研究不同几何特征下旋转振荡热管的传热性能等。本发明还具备操作简便，节约资源，成本低的优点。
专利类型：	发明专利
申请人：	南京航空航天大学
发明人：	傅玉灿;钱宁;游国庆;徐九华;姜帆;李万杰
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T17:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
申请号：	CN202010054352.0
公开号：	CN111060557A
代理机构：	南京钟山专利代理有限公司
代理人：	张明浩
分类号：	G01N25/20;G01N21/84;G;G01;G01N;G01N25;G01N21;G01N25/20;G01N21/84
申请人地址：	210016 江苏省南京市秦淮区御道街29号
主权项：	1.一种轴向旋转振荡热管试验装置，其特征是：包括旋转装置本体(1)、旋转架(2)、高速摄影装置(3)、加热装置(4)以及数据采集装置(5)，所述的旋转装置本体(1)上安装有电机及传动调速装置(11)，所述的电机及传动调速装置(11)的电机轴与旋转架(2)传动连接，能带动旋转架(2)按预定速度转动，所述的旋转架(2)包括振荡热管固定端(21)和摄影装置固定端(22)，振荡热管(6)固定在振荡热管固定端(21)上，高速摄影装置(3)固定在摄影装置固定端(22)上，旋转架(2)转动时，能使振荡热管(6)绕电机轴所在直线为轴心偏心转动，所述的振荡热管(6)由透明材料制作，高速摄影装置(3)的摄像头正对着振荡热管(6)，能拍摄到振荡热管(6)内部工质运动的流形和运动状态，所述的加热装置(4)包括电源(41)和电阻丝(42)，所述的电源(41)与电阻丝(42)连接，电源(41)能控制电阻丝(42)的加热功率，所述的电阻丝(42)与振荡热管(6)的蒸发段接触配合，用于对振荡热管(6)的蒸发段加热，所述的数据采集装置(5)包括信息采集和处理器(51)以及热电偶(52)，所述的信息采集和处理器(51)与热电偶(52)连接，热电偶(52)连接在振荡热管(6)的蒸发段、绝热段和冷凝段，并以一定采样频率测量和采集振荡热管(6)蒸发段、绝热段和冷凝段温度，将温度信号传递至信息采集和处理器(51)，所述的高速摄影装置(3)能与信息采集和处理器(51)连接，将采集的视频信号传输至信息采集和处理器(51)。 2.根据权利要求1所述的一种轴向旋转振荡热管试验装置，其特征是：一种轴向旋转振荡热管试验装置还设置有若干组电刷和导电滑环(7)，所述的电刷和导电滑环(7)二者一个固定在旋转装置本体(1)上，一个固定在旋转架(2)上，相应的电刷和导电滑环(7)滑动接触配合，所述的电源(41)通过一组电刷和导电滑环(7)与电阻丝(42)连接，所述的信息采集和处理器(51)通过另一组电刷和导电滑环(7)与热电偶(52)连接。 3.根据权利要求1所述的一种轴向旋转振荡热管试验装置，其特征是：所述的振荡热管(6)为平板式振荡热管或管式振荡热管。 4.根据权利要求2所述的一种轴向旋转振荡热管试验装置，其特征是：所述的电机及传动调速装置(11)的电机轴与旋转架(2)的中间位置固定连接，振荡热管固定端(21)和摄影装置固定端(22)对称地设置在旋转架(2)的两端。 5.根据权利要求1所述的一种轴向旋转振荡热管试验装置，其特征是：所述的信息采集和处理器(51)为电脑。 6.如权利要求2所述的轴向旋转振荡热管试验装置的使用方法，其特征是：包括以下步骤：步骤一、确定振荡热管(6)截面形状和几何尺寸，确定研究的工质种类及其充液率，将振荡热管(6)抽真空至设定真空度，按所需研究的充液率将所需的工质注入振荡热管(6)中；步骤二、设定振荡热管(6)的加热温度以及转速，将设定值输入电源(41)和电机及传动调速装置(11)，使电阻丝(42)以预定功率加热，旋转架(2)以预定速度旋转；步骤三、开启电源(41)、电机及传动调速装置(11)，为振荡热管(6)提供热载荷和轴向旋转运动，同时开启高速摄影装置(3)，拍摄振荡热管(6)在预定加热功率和轴向旋转运动下内部两相流动状态；热电偶(52)以一定采样频率测量和采集振荡热管(6)蒸发段、绝热段和冷凝段温度，信息采集和处理器(51)接收高速摄影装置(3)和热电偶(52)的信息，并计算振荡热管(6)在不同温度和转速下的数据指标。 7.根据权利要求6所述的轴向旋转振荡热管试验装置的使用方法，其特征是：信息采集和处理器(51)计算振荡热管(6)的数据指标包括：计算振荡热管(6)在预定加热功率和预定转速下稳定传热时的蒸发段和冷凝段平均温度；通过蒸发段和冷凝段平均温度计算蒸发段和冷凝段温差；通过加热功率和振荡热管(6)蒸发段加热面积计算加热的热流密度；通过蒸发段和冷凝段温差、加热功率和热流密度分别计算振荡热管(6)在该试验条件下的热阻和等效换热系数，作为评价振荡热管(6)传热性能的指标；结合通过高速摄影装置(3)拍摄的振荡热管(6)传热过程中内部工质两相运动的慢动作，分析振荡热管(6)的传热机制，即确定在所述试验条件下振荡热管(6)内部工质运动流形和运动模式；考察振荡热管(6)在该试验条件下，蒸发段温度随热载荷作用时间的变化趋势直至蒸发段温度达到稳态，结合高速摄影装置(3)拍摄的振荡热管(6)传热过程中内部工质两相运动的慢动作，分析在该试验条件下振荡热管(6)的启动性能和启动机制。
所属类别：	发明专利