一種便攜式多功能傳熱實驗臺的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于傳熱實驗教學(xué)領(lǐng)域，具體指一種小型化多功能傳熱實驗臺。
【背景技術(shù)】
[0002]傳熱學(xué)是高校熱能與動力工程專業(yè)的一門重要的必修課程，傳熱實驗又是該課程教學(xué)中重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，目前傳熱教學(xué)實驗裝置大多功能單一，輸出信息抽象。目前實驗教學(xué)所用的設(shè)備一般只能放在專設(shè)的實驗室內(nèi)，而教師在課堂上講授傳熱學(xué)相關(guān)知識時，并不能馬上進行實驗演示及實驗數(shù)據(jù)和實驗結(jié)果的計算，學(xué)生大都感到比較抽象，對問題的理解不可能很透徹，當課堂之外再去實驗室做實驗則錯過了最佳的學(xué)習(xí)時間。
[0003]目前的傳熱教學(xué)實驗設(shè)備功能單一，輸出的信息(如數(shù)據(jù)等)比較抽象，且設(shè)備復(fù)雜，體積較大，導(dǎo)致實驗設(shè)備只能放在專設(shè)的實驗室內(nèi)，造成實驗教學(xué)與課堂理論教學(xué)分離，教學(xué)效果不是很理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是針對上述問題，提供一種小型化多功能的傳熱實驗裝置，解決設(shè)備難以攜帶以及輸出信息抽象的問題。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:一種便攜式多功能傳熱實驗臺，包括外箱及支架、蓋板、保溫棉、真空罩、真空罩環(huán)套、長螺栓、短螺栓、夾板、PTC恒溫加熱塊、測量塊、水冷頭、螺栓帽、熱電偶、左鋁塊、右鋁塊；外箱及支架包括箱體、支架、散熱片、散熱風扇、水泵、顯示設(shè)備；測量塊分別有鋁合金、黃銅、不銹鋼和45#鋼四種材質(zhì)的。
[0006]前述的一種便攜式多功能傳熱實驗臺中，箱體為整個實驗裝置的底座,支架固定在箱體內(nèi)，箱體前側(cè)安裝顯示設(shè)備，用來接收、處理和顯示由熱電偶傳來的溫度信號，箱體后側(cè)安裝散熱風扇、散熱片以及水泵，散熱片和散熱風扇促進由水冷頭出來的水熱量的散失，水泵用以保證冷卻水的循環(huán)流動，蓋板放置于箱體上方，可拆卸。
[0007]前述的一種便攜式多功能傳熱實驗臺中，測量塊兩側(cè)分別放置左鋁塊和右鋁塊，左鋁塊和右鋁塊外底面開槽分別放置PTC恒溫加熱塊和水冷頭，兩側(cè)再用夾板夾住，兩夾板上分別開設(shè)七個孔，短螺栓穿過內(nèi)側(cè)三個孔連接到左鋁塊(右鋁塊)上并將夾板、PTC恒溫加熱塊(水冷頭)、和左鋁塊(右鋁塊)夾緊，長螺栓穿過外側(cè)四個孔與螺栓帽一起將兩塊夾板、左鋁塊、右鋁塊以及測量塊夾緊，外面用兩塊保溫棉將實驗部分包裹住，最后用兩個真空罩將整個系統(tǒng)罩住，保證實驗段溫度系統(tǒng)不受外界干擾，真空罩的內(nèi)徑等于保溫棉的外徑，兩真空罩之間用真空罩環(huán)套固定連接，真空罩環(huán)套上開槽孔，使實驗段內(nèi)熱電偶導(dǎo)線和PTC恒溫加熱塊的導(dǎo)線和水冷頭的水管能穿過保溫棉和真空罩環(huán)套引到外界，兩真空杯固定后放置在箱體內(nèi)的兩個支架上。
[0008]前述的一種便攜式多功能傳熱實驗臺中，左鋁塊、右鋁塊和測量塊分別在徑向方向上打3個孔，孔一直延伸到軸線上，孔內(nèi)放置熱電偶用以測量溫度。
[0009]前述的一種便攜式多功能傳熱實驗臺中，PTC恒溫加熱塊由導(dǎo)線連接至外界電源，熱電偶由導(dǎo)線連接至顯示設(shè)備，顯示設(shè)備會接收、處理和顯示熱電偶傳遞的溫度信號，水冷頭的水通過水管依次流過散熱片、散熱風扇和水泵最后在流入到水冷頭的入水管，構(gòu)成一個冷卻水循環(huán)系統(tǒng)。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，設(shè)計巧妙，解決了傳統(tǒng)實驗設(shè)備難以攜帶以及輸出信息抽象的問題，實驗設(shè)備操作簡單，輸出部分由顯示設(shè)備在屏幕上顯示，輸出效果直觀，同時實驗臺沒有嚴格的操作規(guī)范，實驗安全性評估較高，教師在課堂上講授的同時，能夠輔以實驗演示，將抽象理論具體化、清晰化，加深了學(xué)生的感性認識以，以激發(fā)學(xué)生理論學(xué)習(xí)的興趣。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明的整體爆炸圖。
[0012]圖2為圖1內(nèi)部實驗段爆炸圖。
[0013]圖3為本發(fā)明左鋁塊(右鋁塊)解剖圖示意圖。
[0014]圖4為本發(fā)明測量塊解剖圖示意圖。
[0015]圖5為圖1中外箱和支架后側(cè)示意圖。
[0016]圖中:1-蓋板，2-外箱及支架，3-保溫棉，4-真空罩，5-真空罩環(huán)套，6_長螺栓，7-螺栓帽，8-短螺栓，9-夾板，10-PTC恒溫加熱塊，11-水冷頭，12-左鋁塊，13-測量塊，14-右鋁塊，15-熱電偶，21-箱體，22-支架，23-顯示設(shè)備，24-散熱風扇，25-散熱片，26-水栗。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步說明。
[0018]如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示，本發(fā)明包括蓋板1、外箱及支架2、保溫棉3、真空罩4、真空罩環(huán)套5、長螺栓6、螺栓帽7、短螺栓8、夾板9、PTC恒溫加熱塊10、水冷頭11、左鋁塊12、測量塊13、右鋁塊14、熱電偶15 ;外箱及支架2由箱體21、支架22、顯示設(shè)備23、散熱風扇24、散熱片25、水泵26組成，測量塊13分別有鋁合金、黃銅、不銹鋼和45#鋼三種材質(zhì)的，PTC恒溫加熱塊10通電后產(chǎn)生熱量，熱量經(jīng)過左鋁塊12、測量塊13、右鋁塊14，最后傳遞到水冷頭11上，水冷頭11再將熱量傳遞給水冷頭11里的水，水從水冷頭11出來通過水管流到散熱片25內(nèi)，轉(zhuǎn)動的散熱風扇24會加速散熱片25內(nèi)水熱量的散失，散失熱量后的水最后經(jīng)過水泵26增壓再流回水冷頭11，完成冷卻水的循環(huán)。整個實驗段用兩塊保溫棉3包裹住，再用兩個真空罩4將系統(tǒng)罩住，保證實驗段溫度不受外界干擾，兩個真空罩4之間用真空罩環(huán)套5固定連接，真空罩環(huán)套5上開槽孔，使實驗段內(nèi)熱電偶15導(dǎo)線、PTC恒溫加熱塊10的導(dǎo)線和水冷頭11的水管能穿過保溫棉3和真空罩環(huán)套5引到外界。左鋁塊
12、測量塊13和右鋁塊14分別在徑向上打3個孔，孔一直延伸到軸線上，熱電偶15測量端放到孔內(nèi)，另一端接入顯示設(shè)備23，顯示設(shè)備23將接收到的溫度信號整理計算，最后將計算結(jié)果(溫度分布和測量塊13、左鋁塊12及右鋁塊14的導(dǎo)熱系數(shù)等)顯示出來。
【主權(quán)項】
1.一種便攜式多功能傳熱實驗臺，其特征在于:由外箱及支架、蓋板、保溫棉、真空罩、真空罩環(huán)套、長螺栓、短螺栓、夾板、PTC恒溫加熱塊、測量塊、水冷頭、螺栓帽、熱電偶、左鋁塊、右鋁塊組成；所述的外箱及支架由箱體、支架、散熱片、散熱風扇、水泵、顯示設(shè)備組成；所述的測量塊分別有鋁合金、黃銅、不銹鋼和45#鋼四種材質(zhì)的。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式多功能傳熱實驗臺，其特征在于:所述的左鋁塊和所述的右鋁塊分別放在所述的測量塊的兩側(cè)，所述的左鋁塊和所述的右鋁塊外底面開槽分別放置所述的PTC恒溫加熱塊和所述的水冷頭，兩側(cè)再用所述的夾板夾住，所述的短螺栓穿過所述的夾板內(nèi)側(cè)三個孔安裝在所述的左鋁塊和所述的右鋁塊上，所述的長螺栓穿過兩塊所述的夾板與所述的螺栓帽裝配在一起。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式多功能傳熱實驗臺，其特征在于:所述的熱電偶安裝在所述的測量塊、所述的左鋁塊和所述的右鋁塊的孔內(nèi)，所述的熱電偶由導(dǎo)線連接至所述的顯示設(shè)備所述的，所述的顯示設(shè)備會接收、處理和顯示由所述的熱電偶傳遞的溫度信號。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式多功能傳熱實驗臺，其特征在于:所述的水冷頭、所述的散熱片、所述的散熱風扇和所述的水泵構(gòu)成一個水冷頭冷卻系統(tǒng)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式多功能傳熱實驗臺，其特征在于:所述的PTC恒溫加熱塊通電產(chǎn)生熱量，所述的水冷頭的水循環(huán)流動帶走熱量，這構(gòu)成一個熱量的傳遞和散失過程。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式多功能傳熱實驗臺，其特征在于:所述的保溫棉將整個實驗段包裹住，再用所述的真空罩將所述的保溫棉罩住，保證實驗段溫度與外界絕熱。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種便攜式多功能傳熱實驗臺，屬于傳熱實驗教學(xué)領(lǐng)域。所述的實驗裝置包括外箱及支架、蓋板、保溫棉、真空罩、真空罩環(huán)套、長螺栓、短螺栓、夾板、PTC恒溫加熱塊、測量塊、水冷頭、螺栓帽、熱電偶、左鋁塊、右鋁塊；所述的外箱及支架包括箱體、支架、散熱片、散熱風扇、水泵、顯示設(shè)備；所述的熱電偶設(shè)置在各處以測量溫度；所述的PTC恒溫加熱塊通電產(chǎn)生熱量，最后熱量傳遞到所述的水冷頭上，由所述的水冷頭、所述的散熱片、所述的散熱風扇和所述的水泵進行強化散熱，完成散熱和熱量的持續(xù)傳遞。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明結(jié)構(gòu)巧妙，易操作、攜帶，能夠完成多種傳熱實驗，解決了傳統(tǒng)實驗設(shè)備難攜帶以、功能單一以及輸出效果差的問題。
【IPC分類】G09B23/16
【公開號】CN105303936
【申請?zhí)枴緾N201410286814
【發(fā)明人】劉彥豐, 章少山, 王鵬程, 許加慶, 高正陽
【申請人】華北電力大學(xué)（保定）
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2014年6月25日