一種用于測(cè)量流體截面平均溫度的金屬泡沫混合器的制造方法
【專利摘要】一種用于測(cè)量流體截面平均溫度的金屬泡沫混合器，屬于熱工測(cè)試技術(shù)的管道溫度測(cè)量領(lǐng)域。本發(fā)明為了解決大管徑管道截面上不均勻的速度分布和壁面效應(yīng)，導(dǎo)致了截面上溫度分布不均勻，無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量管道內(nèi)流體的截面平均溫度的問(wèn)題。本發(fā)明的用于測(cè)量流體截面平均溫度的金屬泡沫混合器包括入口管、混合管、金屬泡沫、出口管和鉑電阻，混合管的一側(cè)開有進(jìn)口，混合管的另一側(cè)開有出口，金屬泡沫燒結(jié)于混合管內(nèi)形成金屬多孔骨架，所述入口管焊接在混合管的進(jìn)口處，所述出口管焊接在混合管的出口處，所述鉑電阻插入出口管內(nèi)。本發(fā)明用于測(cè)量流體截面平均溫度。
【專利說(shuō)明】—種用于測(cè)量流體截面平均溫度的金屬泡沬混合器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于測(cè)量流體截面平均溫度的混合器，具體涉及一種用于測(cè)量流體截面平均溫度的金屬泡沫混合器，屬于熱工測(cè)試技術(shù)的管道溫度測(cè)量領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在熱能與動(dòng)力工程測(cè)量領(lǐng)域，對(duì)于大管徑管道(0.3厘米以上的管徑)，由于截面上不均勻的速度分布和壁面效應(yīng)，導(dǎo)致了截面上溫度分布很不均勻，因此不易測(cè)量管道內(nèi)流體的截面平均溫度。為此，應(yīng)該使加熱或者冷卻后的流體進(jìn)行充分混合，這樣才能測(cè)得比較準(zhǔn)確的流體平均溫度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為了解決大管徑管道截面上不均勻的速度分布和壁面效應(yīng)，導(dǎo)致了截面上溫度分布不均勻，無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量管道內(nèi)流體的截面平均溫度的問(wèn)題，進(jìn)而提供一種用于測(cè)量流體截面平均溫度的金屬泡沫混合器。
[0004]本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是:
本發(fā)明所述一種用于測(cè)量流體截面平均溫度的金屬泡沫混合器包括入口管、混合管、金屬泡沫、出口管和鉬電阻，所述混合管的一側(cè)開有進(jìn)口，混合管的另一側(cè)開有出口，金屬泡沫燒結(jié)于混合管內(nèi)形成金屬多孔骨架，所述入口管焊接在混合管的進(jìn)口處，所述出口管焊接在混合管的出口處，所述鉬電阻插入出口管內(nèi)。
[0005]優(yōu)選的:所述鉬電`阻與出口管同軸設(shè)置。如此設(shè)置，測(cè)量精度更高。
[0006]優(yōu)選的:所述一種用于測(cè)量流體截面平均溫度的金屬泡沫混合器還包括絕熱材料，所述混合器的壁面上包裹有絕熱材料。如此設(shè)置，為盡量減小混合器對(duì)流體整體溫度的影響，在混合器壁面采取絕熱保護(hù)，防止熱量散失或熱量進(jìn)入。
[0007]優(yōu)選的:所述絕熱材料為泡沫石棉、玻璃棉、硅酸鋁纖維絕熱材料、聚乙烯泡沫保溫棉或酚醛泡沫保溫棉。
[0008]優(yōu)選的:所述混合管的長(zhǎng)度為0.5厘米至10厘米之間，該長(zhǎng)度依據(jù)測(cè)溫管的直徑確定。
[0009]優(yōu)選的:所述出口管的長(zhǎng)度為I厘米至20厘米之間。
[0010]優(yōu)選的:所述鉬電阻的測(cè)量端到混合管的出口的距離為0.2厘米至2厘米之間。
[0011]優(yōu)選的:所述金屬泡沫的孔隙率為0.85至0.99之間，孔密度為5--1至150--1之間(PPI為單位英寸長(zhǎng)度上的孔胞的個(gè)數(shù))。
[0012]優(yōu)選的:所述金屬泡沫的材料為銅泡沫、鋁泡沫或鎳泡沫。
[0013]優(yōu)選的:所述混合管的長(zhǎng)度為0.5厘米至10厘米之間，該長(zhǎng)度依據(jù)測(cè)溫管的直徑確定，出口管的長(zhǎng)度為I厘米至20厘米之間，鉬電阻的測(cè)量端到混合管的出口的距離為0.2厘米至2厘米之間，所述金屬泡沫的孔隙率為0.85至0.99之間，孔密度為5PPI至150PPI之間(PPI為單位英寸長(zhǎng)度上的孔胞的個(gè)數(shù))。如此設(shè)置，測(cè)量精度達(dá)到±0.1K。[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下效果:
本發(fā)明的用于測(cè)量流體截面平均溫度的金屬泡沫混合器中由于金屬泡沫內(nèi)流動(dòng)阻力較大，因此中間的混合管的長(zhǎng)度不宜過(guò)長(zhǎng)，金屬泡沫的孔隙率不宜過(guò)小，孔密度不宜過(guò)大。金屬泡沫的孔隙率、孔密度、泡沫材料和泡沫尺寸等都是可調(diào)的，因此本發(fā)明申請(qǐng)具有很強(qiáng)的可設(shè)計(jì)性。
[0015]金屬泡沫具有很強(qiáng)的流體混合能力，可以使得流體壁面處速度梯度變大進(jìn)而使得速度更加均勻，根據(jù)場(chǎng)協(xié)同理論，這種壁面處速度梯度很大的速度場(chǎng)對(duì)應(yīng)的溫度場(chǎng)也非常均勻，結(jié)合金屬泡沫的高比表面積和高導(dǎo)熱系數(shù)的優(yōu)點(diǎn)，其內(nèi)部溫度場(chǎng)的均勻度必然非常好。因此，在對(duì)管道截面平均溫度進(jìn)行測(cè)量時(shí)，采用本發(fā)明的混合器對(duì)流體進(jìn)行混合測(cè)得的流體溫度的精度較高。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是一種用于測(cè)量流體截面平均溫度的金屬泡沫混合器的結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖中:1-入口管，2-混合管，3-金屬泡沫，4-絕熱材料，5-出口管，6-鉬電阻。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面根據(jù)附圖詳細(xì)闡述本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式。
[0019]【具體實(shí)施方式】一:參見圖1，本實(shí)施方式的一種用于測(cè)量流體截面平均溫度的金屬泡沫混合器包括入口管1、混合管2、金屬泡沫3、出口管5和鉬電阻6，所述混合管2的一側(cè)開有進(jìn)口，混合管2的另一側(cè)開有出口，金屬泡沫3燒結(jié)于混合管2內(nèi)形成金屬多孔骨架，所述入口管I焊接在混合管2的進(jìn)口處，所述出口管5焊接在混合管2的出口處，所述鉬電阻6插入出口管5內(nèi)。
[0020]進(jìn)一步:所述鉬電阻6與出口管5同軸設(shè)置。如此設(shè)置，測(cè)量精度更高。
[0021]進(jìn)一步:所述一種用于測(cè)量流體截面平均溫度的金屬泡沫混合器還包括絕熱材料4，所述混合器2的壁面上包裹有絕熱材料4。如此設(shè)置，為盡量減小混合器對(duì)流體整體溫度的影響，在混合器壁面采取絕熱保護(hù)，防止熱量散失或熱量進(jìn)入。
[0022]進(jìn)一步:所述絕熱材料4為泡沫石棉、玻璃棉、硅酸鋁纖維絕熱材料、聚乙烯泡沫保溫棉或酚醛泡沫保溫棉。
[0023]進(jìn)一步:所述金屬泡沫3的材料為銅泡沫、鋁泡沫或鎳泡沫。
[0024]進(jìn)一步:所述混合管2的長(zhǎng)度為0.5厘米至10厘米之間，該長(zhǎng)度依據(jù)測(cè)溫管的直徑確定，出口管5的長(zhǎng)度為I厘米至20厘米之間，鉬電阻6的測(cè)量端到混合管2的出口的距離為0.2厘米至2厘米之間，所述金屬泡沫3的孔隙率為0.85至0.99之間，孔密度為5PPI至150PPI之間(PPI為單位英寸長(zhǎng)度上的孔胞的個(gè)數(shù))。如此設(shè)置，測(cè)量精度達(dá)到±0.1K。
[0025]工作原理:截面溫度均勻性較差的待測(cè)溫流體經(jīng)入口管I進(jìn)入燒結(jié)金屬泡沫3的混合管2，流體流出混合管2時(shí)溫度已經(jīng)很均勻，圖1中示意性的給出了流體的流動(dòng)方向，混合管2的壁面外包裹一層絕熱材料4，采用位于出口管5中心位置的鉬電阻6測(cè)量流體溫度。
[0026]本實(shí)施方式只是對(duì)本專利的示例性說(shuō)明，并不限定它的保護(hù)范圍，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以對(duì)其局部進(jìn)行改變，只要沒有超出本專利的精神實(shí)質(zhì)，都在本專利的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于測(cè)量流體截面平均溫度的金屬泡沫混合器，其特征在于:所述用于測(cè)量流體截面平均溫度的金屬泡沫混合器包括入口管(I)、混合管(2)、金屬泡沫(3)、出口管(5)和鉬電阻(6)，所述混合管(2)的一側(cè)開有進(jìn)口，混合管(2)的另一側(cè)開有出口，金屬泡沫(3)燒結(jié)于混合管(2)內(nèi)形成金屬多孔骨架，所述入口管(I)焊接在混合管(2)的進(jìn)口處，所述出口管(5)焊接在混合管(2)的出口處，所述鉬電阻(6)插入出口管(5)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于測(cè)量流體截面平均溫度的金屬泡沫混合器，其特征在于:所述鉬電阻(6)與出口管(5)同軸設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于測(cè)量流體截面平均溫度的金屬泡沫混合器，其特征在于:所述一種用于測(cè)量流體截面平均溫度的金屬泡沫混合器還包括絕熱材料(4)，所述混合器(2)的壁面上包裹有絕熱材料(4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于測(cè)量流體截面平均溫度的金屬泡沫混合器，其特征在于:所述絕熱材料(4)為泡沫石棉、玻璃棉、硅酸鋁纖維絕熱材料、聚乙烯泡沫保溫棉或酚醛泡沫保溫棉。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于測(cè)量流體截面平均溫度的金屬泡沫混合器，其特征在于:所述混合管(2)的長(zhǎng)度為0.5厘米至10厘米之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于測(cè)量流體截面平均溫度的金屬泡沫混合器，其特征在于:所述出口管(5)的長(zhǎng)度為I厘米至20厘米之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于測(cè)量流體截面平均溫度的金屬泡沫混合器，其特征在于:所述鉬電阻(6)的測(cè)量端到混合管(2)的出口的距離為0.2厘米至2厘米之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種用于測(cè)量流體截面平均溫度的金屬泡沫混合器，其特征在于:所述金屬泡沫(3)的孔隙率為0.85至0.99之間，孔密度為5PPI至150PPI之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種用于測(cè)量流體截面平均溫度的金屬泡沫混合器，其特征在于:所述金屬泡沫(3)的材料為銅泡沫、鋁泡沫或鎳泡沫。
【文檔編號(hào)】F16L55/00GK103527892SQ201310526717
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月31日
【發(fā)明者】徐會(huì)金, 段欣悅, 王富強(qiáng), 黃善波, 徐明海 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(華東)