详情

原文传递一种水平管外冷凝换热试验装置及试验方法

专利名称：	一种水平管外冷凝换热试验装置及试验方法
摘要：	本发明涉及一种水平管外冷凝换热试验装置及试验方法，属于热交换技术领域。该装置的低温储罐分两路进入位于中间介质汽化器腔体且具有不同管外粗糙度的第一管和第二管；中间介质汽化器的腔体下部装有供热介质流通的下管束；第一管和第二管分别装有相应的入口压力变送器、入口温度变送器以及出口压力变送器、出口温度变送器探头；中间介质汽化器腔体装有腔体温度变送器和腔体压力变送器探头；下管束的进口和出口分别装有进端温度变送器和出端温度变送器探头；各流量计以及变送器的探头信号输出端分别通过PLC与电脑主机通讯连接。采用本发明能实现在同一时间内对多组不同粗糙度换热管的对比试验，精确计算出不同粗糙度的管外传热系数的具体数值。
专利类型：	发明专利
申请人：	航天晨光股份有限公司
发明人：	白剑;段品佳;裘栋;邓青;兰亮;曹建武;卞敬慈;毛长钧;丁勤;宋坤;黄宇;密晓光;安冬雨
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T03:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T22:00:00+0805
申请号：	CN202010139246.2
公开号：	CN111189879A
代理机构：	南京同泽专利事务所(特殊普通合伙)
代理人：	闫彪
分类号：	G01N25/20;G;G01;G01N;G01N25;G01N25/20
申请人地址：	211100 江苏省南京市江宁经济技术开发区天元中路188号
主权项：	1.一种水平管外冷凝换热试验装置，其特征在于：包括储存冷介质的低温储罐(1)，所述低温储罐通过总调节阀(2)和缓冲罐(3)后分支成两路，一路经上流量计(5)和上调节阀(4)进入位于中间介质汽化器(6)腔体的管束中的第一管(6-1)，另一路经下流量计(5’)和下调节阀(4’)进入位于中间介质汽化器腔体的管束中的第二管(6-1’)；所述第一管和第二管相互平行且具有不同的管外粗糙度；所述中间介质汽化器的腔体中容纳液态中间介质，所述腔体下部装有供热介质流通的下管束(6-2)，所述热介质经过管束流量计(7)；所述第一管的进口端和出口端分别装有第一入口压力变送器(P311)、第一入口温度变送器(T311)以及第一出口压力变送器(P312)、第一出口温度变送器(T312)探头；所述第二管的进口端和出口端分别装有第二入口压力变送器(P321)、第二入口温度变送器(T321)以及第二出口压力变送器(P322)、第二出口温度变送器(T322)探头；所述中间介质汽化器腔体装有腔体温度变送器(T201)和腔体压力变送器探头(P201)；所述下管束的进口和出口分别装有进端温度变送器(T101)和出端温度变送器(T102)探头；各流量计以及变送器的探头信号输出端分别接试验控制系统中的PLC相应接入端，所述PLC与电脑主机通讯连接。 2.根据权利要求1所述的水平管外冷凝换热试验装置，其特征在于：所述第一管和第二管为相互平行的U形管。 3.根据权利要求2所述的水平管外冷凝换热试验装置，其特征在于：所述中间介质汽化器为分体式结构，并装有观察气体冷凝及挂膜过程的视镜。 4.根据权利要求3所述的水平管外冷凝换热试验装置，其特征在于：所述冷介质为液氮，所述热介质为水,所述中间介质为丙烷。 5.采用权利要求1至4任一所述水平管外冷凝换热试验装置的试验方法，其特征在于所述试验控制系统中的电脑主机按以下各步运行：第一步、热量计算比较——接收PLC传输的各流量计以及变送器探头传输的相应数据信号，按以下算式求得流经中间介质汽化器的热介质放出热量和冷介质吸收热量，并判断两者之差是否在预定允差范围，如是则进行下一步，如否则通过相应调节阀调整后再进行试验： Q1＝F311×(T312-T311)×Cpc1 Q2＝F321×(T322-T321)×Cpc2 Qc＝Q1+Q2 Qh＝F101×(T101-T102)×Cph 式中： Q1、Q2分别为流经第一管、第二管冷介质吸收热量，单位W； Qc、Qh分别为流经中间介质汽化器的冷介质吸收热量和热介质放出热量，单位W； F311、F321、F101分别为从上流量计、下流量计、管束流量计接收的流量数据，单位kg/s； T311、T312、T321、T322、T101、T102分别为从第一入口温度变送器、第一出口温度变送器、第二入口温度变送器、第二出口温度变送器、进端温度变送器、出端温度变送器接收的温度数据，单位℃； Cpc1、Cpc2、Cph1分别为流经第一管、第二管、下管束的介质比热，单位J/(kg·℃)；第二步、传热系数计算——通过以下公式求取第一管和第二管的传热系数，并计算两者最大相对差值，判断该相对差值的绝对值是否大于预定值，如是则报告异常，如否则进行下一步； K1＝Q1/(A1×△tm1) K2＝Q2/(A2×△tm2) △tm1＝(△t11-△t21)/ln(△t11/△t21) △tm2＝(△t12-△t22)/ln(△t12/△t22) △t11＝T201-T311 △t21＝T201-T312 △t12＝T201-T321 △t22＝T201-T322 式中： K1、K2分别为第一管和第二管的传热系数，单位W/(m2·℃)； A1、A2分别为第一管和第二管的外表面积，单位m2； △tm1为第一管的对数平均温差，单位℃； △tm2为第二管的对数平均温差，单位℃； △t11为第一管冷热温差大端，单位℃； △t21为第一管冷热温差小端，单位℃； △t12为第二管冷热温差大端，单位℃； △t22为第二管冷热温差小端，单位℃；第三步、建立管外传热系数迭代计算公式——把换热管等分为n(n为大于等于三的自然数)段，起始至第i(1
所属类别：	发明专利