气-液换热器传热系数测定装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及换热器传热系数测试装置，尤其是涉及一种气-液换热器传热系数测 定装置。
【背景技术】
[0002] 换热器因为换热对象的不同、使用场合的不同、传热介质的不同，导致换热器的种 类繁多，从介质物理状态不同来分，主要由气-气换热、气-液换热、液-液换热，中间还有 一些涉及相变的换热，对于不同性质、不同相介质之间的换热器，其结构形式是不同的，如 液态相的导热系数很高，但是气态相的导热系数很低，这样热阻主要集中在气态侧，为了提 高传热系数，增加传热效率，气态侧需要采用翅片扩展表面积、提高气体流速、强制湍流扰 动等降低气态侧热阻，以提高传热效率；然后增加气流扰动会引起压降增加，所以需要合理 取舍多个参数之间的取值范围。因此，对于这样的结构就需要专门的传热系数测试评价装 置，以获得高效传热所需的数据，而不能用一般的传热系数测试装置进行测定，因此对于不 同换热器，会有不同的传热系数测试装置，以获得需要的性能参数。
[0003]国内外对换热器传热系数测试的研究较多，如北京钢铁学院的张克强提出的申请 号为86102931 "传热系数测定仪"，利用计算机控制，连续测量连铸二冷水和铸坯表面间 的传热系数和热流密度，通过传热系数的测定，可设计和改进二冷喷嘴的结构，提高铸坯质 量和产量。如哈尔滨工程大学范广铭等提出的申请号为201010587371. 6 "多功能宽流程 单相对流换热试验装置"，公开了一种多功能宽流程的单相流换热实验装置，包括循环水系 统、电加热系统、测量系统、实验段四部分组成。循环水系统由热水循环系统和冷水循环系 统两部分组成；电加热系统主要由电加热器和相应的控制系统构成；测量系统包括温度测 量、流量测量、压差测量及相应的数据采集系统；实验段由一套管式换热器和一管束换热器 并联组成；集传热管和管束换热器单相对流换热和流动阻力测试于一体，可以在层流区、过 渡区和紊流区的很宽的雷诺数范围内对不同形状、不同几何尺寸的传热管和不同布管方式 的换热器进行传热特性及流动阻力特性的试验研究。东北电力学院的杨善让等提出的申请 号为200510088762. 2 "管侧对流换热强化技术动态模拟综合评价方法及装置"，公开了一 种用于动态模拟综合评价管侧对流换热强化技术的换热效果、流动阻力、污垢特性和清洗 特性的方法和监测、评价装置。该装置主要由管式模拟换热器、循环水冷却装置、补水箱、集 水槽、水栗、恒温调节器、耐垢性强的流量测量装置、胶球清洗模拟装置以及计算机监测评 价系统等部分组成；该监测、评价方法以强化换热管和普通光管的换热过程的基本影响因 素相同为基础，采用除实验目标参数外其余参数（管径、长度、工质、Re数）全部相同的强 化管和光管平行置于同一温度恒定的水浴槽中，以进行强化换热和光管换热的类比分析； 本发明中还包括评价实验工况选择、实验条件、实验程序、强化技术设计优化等内容。北京 航空航天大学的徐国强等提出的申请号为200410074334.X"一种对流换热系数的测试方 法及其对流换热系数传感器"，该发明公开了一种能够直接测量对流换热表面对流换热系 数的传感器，该发明是基于传热学的基本理论而设计的对流换热系数传感器，它可以直接 得到被测物体表面的对流换热系数数据，也可以用于测量对流换热表面的对流换热热流， 可广泛用于工业生产中。正如前面指出的，换热器传热系数测定装置与换热器结构具有很 强的针对性，申请号为86102931只适用于铸坯传热系数的测定；申请号为201010587371. 6 适用于光管传热系数测定，由于是通过水作为介质进行测量，不适用于气体介质的测量；申 请号为200510088762. 2同样只适用于液相介质传热系数的测定；申请号为200410074334. X虽然没有限定传热介质，但是对于带翅片扩展的气-液换热器的传热系数测定也不适用， 因为它不能测量到气相压降这一重要指标，压降对功耗、满足后续工艺需求十分重要。因此 目前虽然有多重传热系数测试、评价装置，但是没有一种传热系数测定、评价装置能够用于 对气-液换热器进行综合测试、评价的装置。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种气-液换热器传热系数测定装置，可用于对不同气相 侧翅片扩展形式和管子排列方式进行传热系数测试、压降测试和优化结构传热效率评价的 装置。
[0005] 本发明采用的技术方案如下：
[0006] 本发明的风机的出风口安装有调节阀门，调节阀门的出口的管道内装有气体流量 计，带90°弯头管道的一端与气体流量计的出口端连接，另一端与第一异径通的小端连接； 气体加热器的进口端与第一异径通的大端连接，气体加热器的出口端与气_液换热器的进 口端相连，气-液换热器的出口端与第二异径通的大端连接，第二异径通的小端通过带二 个90°弯头管道与三通的第一端连接，三通的第二端与风机的进风口相连，三通的第三端 放空口装有放空口调节阀门，以上构成气相的流体流道；气-液换热器的液体进口端与第 三异径通小端相连，大端与气-液换热器相连，第三异径通的小端装有液体流量计和液体 进口侧温度传感器；在气-液换热器的液体出口端与第四异径通大端相连，第四异径通的 小端孔内装有液体出口侧温度传感器，大端与气-液换热器相连，以上构成液相的流体流 道；气体加热器的出口端管内装有气体进口侧压力传感器和多个气体进口侧温度传感器， 第二异径通的大端管内装有气体出口侧压力传感器和多个气体出口侧温度传感器。
[0007] 所述气体进口侧温度传感器在同一圆周截面上均布；所述气体出口侧温度传感器 在在同一圆周截面上均布。
[0008] 所述气体加热器，是电加热或带有自动温度控制系统的蒸汽加热器。
[0009] 所述气-液换热器由一系列换热管排列和安装于管子外侧的各种翅片构成。
[0010] 所述气-液换热器由一系列管子排列的方式呈正方形、正三角形、转正三角形或 矩形排列。
[0011] 所述翅片是平面的翅片、波浪形的翅片、带孔的翅片或是带突翼的翅片。
[0012] 本发明具有的有益效果是：
[0013] 气-液换热器是一种热阻主要集中于气体一侧的换热结构，因此需要对气体一侧 进行强化传热，包括扩展翅片、增加气体扰流、增加气体流速。但是增加气流扰动会引起压 降增加；增加气体流速会增加功耗，如何合理取舍多个参数之间的取值范围是设计这类结 构的关键。本发明可以通过对传热系数的测定和压降、流体阻力等参数的测定和评价，优化 各参数之间的取值，达到所需要的换热效果。
[0014] 本测试评价装置采用气体侧流体循环利用，少量补充气体通过放空口调节阀门进 行调节，大大节约了实验过程的能量损失。
【附图说明】
[0015] 图1是本发明的结构示意图。
[0016] 图2是气-液换热器的换热元件布置图。
[0017] 图3是气-液换热器的换热元件的侧视图。
[0018] 图中：1、风机，2、调节阀门，3、气体流量计，4、带90°弯头管道，5、第一异径通，6、 气体加热器，7、气体进口侧压力传感器，8、气体进口侧温度传感器，9、气-液换热器，10、第 三异径通，11、液体进口端，12、液体流量计，13、液体进口侧温度传感器，14、气体出口侧温 度传感器，15、气体出口侧压力传感器，16、带二个90°弯头管道，17、液体出口侧温度传感 器，18、液体出口端，19、放空口，20、放空口调节阀门，21、三通，22、进风口，23、翅片，24、换 热管子，2