專利名稱：空浴式汽化器結(jié)霜特性測(cè)試系統(tǒng)及測(cè)試方法
空浴式汽化器結(jié)霜特性測(cè)試系統(tǒng)及測(cè)試方法本發(fā)明涉及空浴式汽化器的技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是在一種空浴式汽化器結(jié)霜特性 測(cè)試系統(tǒng)及測(cè)試方法。眾所周知，空浴式汽化器是一種換熱氣化器裝置，為使傳熱系數(shù)提高，通過(guò)提高換 熱面積來(lái)實(shí)現(xiàn)的。我國(guó)目前具有很大的空浴式汽化器生產(chǎn)規(guī)模和裝備量，對(duì)于這一類型的產(chǎn)品，我 國(guó)目前既無(wú)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)也無(wú)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，更沒(méi)有準(zhǔn)入門(mén)檻或相關(guān)規(guī)定，另一方面，由于空浴式汽 化器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造和生產(chǎn)較為方便，很多企業(yè)都能很便利地實(shí)現(xiàn)該類型汽化器的生產(chǎn)，加 之國(guó)家對(duì)這一行業(yè)沒(méi)有行業(yè)門(mén)檻或相關(guān)規(guī)定，才使得我國(guó)汽化器產(chǎn)品在性能上價(jià)格上都參 差不齊，使得整個(gè)行業(yè)較為混亂，造成這一現(xiàn)狀的根本原因在于對(duì)空浴式汽化器缺乏測(cè)試 系統(tǒng)及測(cè)試方法，生產(chǎn)企業(yè)和用戶對(duì)空浴式汽化器所涉及的負(fù)責(zé)傳熱傳質(zhì)過(guò)程的機(jī)理缺乏 必要的了解，更談不上進(jìn)行深入的研究和優(yōu)化設(shè)計(jì)，也正是由于這個(gè)原因，才導(dǎo)致安全事故 頻發(fā)。因此，為了充分了解空浴式汽化器的技術(shù)細(xì)節(jié)，并深入了解該類型汽化器的基本傳熱 機(jī)理，有必要建立一套空浴式汽化器結(jié)霜特性測(cè)試系統(tǒng)及測(cè)試方法。本發(fā)明的目的在于提供一種空浴式汽化器結(jié)霜特性測(cè)試系統(tǒng)及測(cè)試方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題的方案是一種空浴式汽化器結(jié)霜特性測(cè)試系統(tǒng)，包括低 溫液體儲(chǔ)罐、真空絕熱管道、過(guò)冷器、測(cè)試段、汽化器及溫度和壓力測(cè)試裝置，其特征在于A、低溫液體儲(chǔ)罐(1)右側(cè)下部設(shè)有輸出端，輸出端連接室內(nèi)的真空絕熱管道(2) 一端，真空絕熱管道(2)的另一端連接過(guò)冷器(3) —端，過(guò)冷器(3)的另一端連接T型熱電 偶溫度傳感器(4)下端，T型熱電偶溫度傳感器(4)的上端連接汽化器(14) 一端，汽化器 (14)的另一端皆有氣體質(zhì)量流計(jì)(15)，所述的T型熱電偶溫度傳感器的上下兩端設(shè)有八翅 片星形翅片管(6)的測(cè)試段，在八翅片星形翅片管的表面設(shè)有數(shù)字千分尺(11)，所述的數(shù) 字千分尺設(shè)在標(biāo)尺及支架(10)上，在T型熱電偶溫度傳感器的上端右側(cè)抽頭一端連接差壓 變送器(9) 一端，差壓變送器(9)的另一端連接壓力變送器(12)和T型熱電偶溫度傳感器 的下端，在T型熱電偶溫度傳感器設(shè)有八翅片星形翅片管(6)的測(cè)試段外側(cè)中間左面位置 設(shè)有非接觸式紅外測(cè)溫儀(5)，所述的室內(nèi)設(shè)有大氣壓力及溫度計(jì)(7)和控溫裝置(8)及超 聲波增濕器(13)；B、液氮由低溫液體儲(chǔ)罐自增壓經(jīng)真空絕熱管道輸送至過(guò)冷器進(jìn)行預(yù)冷，達(dá)到一定 的過(guò)冷度后進(jìn)入測(cè)試段進(jìn)行汽化，流出測(cè)試段的測(cè)試介質(zhì)經(jīng)空浴式汽化器完全汽化并升溫 至環(huán)境溫度后由氣體質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量及流量；所述的測(cè)試段長(zhǎng)度為2m的八翅片星形翅片管，翅片外徑200mm，基管尺寸為 28 X 3mm ；
所述的翅片等距離等間隔均勻設(shè)有若干銅_康銅熱電偶以測(cè)量翅片上不同位置 處的溫度變化；所述的支架上設(shè)有標(biāo)尺，標(biāo)尺上設(shè)有數(shù)字千分尺，所述的支架是可以旋轉(zhuǎn)的支架 或托架；一種空浴式汽化器結(jié)霜特性測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試方法，其特征在于先用丙酮將翅片清 洗干凈，用鋁質(zhì)膠帶將經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的銅-康銅熱電偶按一定的排列固定在測(cè)試段的某個(gè)翅片 上，根據(jù)選擇技術(shù)參數(shù)旋轉(zhuǎn)設(shè)備，連接好管道和各測(cè)量?jī)x器，將儲(chǔ)罐出液閥擰開(kāi)一個(gè)小的開(kāi) 度，檢查完整個(gè)管道的氣密性后，再根據(jù)工況要求調(diào)整出液閥開(kāi)度，然后開(kāi)啟溫度、壓力、壓 差、流量各種數(shù)據(jù)采集儀器進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，并每隔半小時(shí)人工記錄一次室溫、濕度以及測(cè)試 段上下五個(gè)位置處的霜層厚度，分析結(jié)霜對(duì)翅片管綜合換熱性能影響，測(cè)試過(guò)程中要隨時(shí) 注意對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行增壓或減壓，以保持罐內(nèi)壓力穩(wěn)定。所述的設(shè)備技術(shù)參數(shù)低溫液體儲(chǔ)罐為5.0m3、1.6MPa，真空絕熱管為_(kāi)15、 3. OMPa,過(guò)冷器為5000W，翅片管為DN21、Φ 200 X 2000，汽化器為60Nm7h，標(biāo)尺及托架為 2m, T型熱電偶溫度傳感器為士0. 1K，紅外測(cè)溫儀為士 1.0K、-50 100°C，壓力變送器為 0 3. 0MPa、0. 5%，差壓變送器為0 100KPa、0. 5%，氣體質(zhì)量流量計(jì)為0 1500SLPM、 0. 5%，數(shù)字千分尺為0 30謹(jǐn)、0. 1%，大氣壓力及溫濕度計(jì)為-40 80°C、0 100%，高 速攝像機(jī)為2000FPS，超聲波增濕器為2000W，控溫裝置為5000W。本發(fā)明的有益效果是為了研究翅片管結(jié)霜對(duì)其傳熱及水力特性的影響，建立了 測(cè)試裝置并以液氮為工質(zhì)，在不同操作條件及環(huán)境條件下進(jìn)行了測(cè)試分析，結(jié)果表明，翅片 管表面的霜層生長(zhǎng)是一個(gè)逐漸發(fā)展的過(guò)程，這一過(guò)程使得霜層厚度和翅片表面溫度都逐漸 趨于一個(gè)穩(wěn)定的值，翅片管的操作參數(shù)和環(huán)境參數(shù)對(duì)霜層的生長(zhǎng)速度都具有一定的影響， 相比之下，環(huán)境濕度對(duì)于霜層生長(zhǎng)的速度具有最為顯著的影響，隨著霜層厚度的增加，翅片 管換熱效率降低，進(jìn)出口溫差增大，同時(shí)也導(dǎo)致管內(nèi)兩相區(qū)拉長(zhǎng)，翅片管流動(dòng)阻力增大。

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明翅片表面溫度變化曲線示意圖；圖3是本發(fā)明霜層厚度變化示意圖；圖4是本發(fā)明不同流量和濕度下的霜層生長(zhǎng)速度示意圖；圖5是本發(fā)明不同壓力和濕度下的霜層生長(zhǎng)速度示意圖；圖6是本發(fā)明霜層厚度及進(jìn)出口溫差隨時(shí)間的變化示意圖；圖7是本發(fā)明霜層厚度與進(jìn)出口溫差的關(guān)系示意圖；圖8是本發(fā)明進(jìn)出口壓差與平均霜厚的關(guān)系示意圖。指定圖1為摘要附圖。下面通過(guò)具體的實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的描述。圖1中的，1為低溫液體儲(chǔ)罐，2為真空絕熱管，3為過(guò)冷器，4為T(mén)型熱電偶溫度傳 感器，5為紅外測(cè)溫儀，6為翅片管，7為大氣壓力及溫濕度計(jì)，8為控溫裝置，9為差壓變送
4器，10為標(biāo)尺及托架，11為數(shù)字千分尺，12為壓力變送器，13為超聲波增濕器，14為汽化器， 15為氣體質(zhì)量流量計(jì)。本發(fā)明包括低溫液體儲(chǔ)罐、真空絕熱管道、過(guò)冷器、測(cè)試段、汽化器等。液氮由自增 壓儲(chǔ)罐經(jīng)真空絕熱管輸送至過(guò)冷器進(jìn)行預(yù)冷，達(dá)到一定的過(guò)冷度后進(jìn)入測(cè)試段進(jìn)行汽化， 流出測(cè)試段的測(cè)試介質(zhì)經(jīng)空浴式汽化器完全汽化并升溫至環(huán)境溫度后由氣體質(zhì)量流量計(jì) 測(cè)量及流量。裝置的主體部分安裝于室內(nèi)，以模擬環(huán)境自然對(duì)流的換熱條件。其中，測(cè)試段為長(zhǎng) 度為2m的八翅片星形翅片管，翅片外徑200mm，基管尺寸為28 X 3mm。翅片上均勻安裝若 干銅-康銅熱電偶以測(cè)量翅片上不同位置處的溫度變化。同時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)可控的環(huán)境溫濕 度條件，室內(nèi)安裝了控溫裝置及超聲波增濕器。本裝置的測(cè)量設(shè)備包括溫度、壓力、流量、 壓差、環(huán)境溫濕度和霜層厚度等的測(cè)量和控制設(shè)備。各設(shè)備的技術(shù)參數(shù)低溫液體儲(chǔ)罐為 5. 0m3、l. 6MPa，真空絕熱管為·15、3. OMPa，過(guò)冷器為5000W，翅片管為DN21、Φ200，汽化器 為60Nm3/h，真空絕熱玻璃管為·16、1. 6MPa，鉬電阻溫度傳感器為士0. 1K，T型熱電偶溫度 傳感器為士0. 1Κ，紅外測(cè)溫儀為士 1.0Κ、-50 100°C，壓力變送器為0 3. OMPa,0.5%, 差壓變送器為0 100KPa、0. 5%，氣體質(zhì)量流量計(jì)為0 1500SLPM、0. 5%，數(shù)字千分尺為 0 30mm、0. 1 %，大氣壓力及溫濕度計(jì)為-40 80°C、0 100%，高速攝像機(jī)為2000FPS， 超聲波增濕器為2000W，控溫裝置為5000W。其中，霜層表面溫度和霜層厚度是本研究十分 重要的參數(shù)，設(shè)計(jì)了可以旋轉(zhuǎn)的支架，其上安裝數(shù)字千分尺，用于測(cè)量不同位置處的霜層厚 度。霜層表面溫度采用非接觸式的紅外測(cè)溫儀進(jìn)行測(cè)量。先用丙酮將翅片清洗干凈，用鋁質(zhì)膠帶將經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的銅_康銅熱電偶按一定的排 列固定在測(cè)試段的某個(gè)翅片上。連接好管道和各測(cè)量?jī)x器，將儲(chǔ)罐出液閥擰開(kāi)一個(gè)小的開(kāi) 度，檢查完整個(gè)管道的氣密性后，再根據(jù)工況要求調(diào)整出液閥開(kāi)度，然后開(kāi)啟溫度、壓力、壓 差、流量各種數(shù)據(jù)采集儀器進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，并每隔半小時(shí)人工記錄一次室溫、濕度以及測(cè)試 段上下五個(gè)位置處的霜層厚度。要隨時(shí)注意對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行增壓或減壓，以保持罐內(nèi)壓力穩(wěn)定。翅片管上離進(jìn)口 160cm處霜層的生長(zhǎng)情況。測(cè)試工況為壓力0. 5MPa，流量15Nm3/ h。測(cè)試開(kāi)始后5分鐘后，此時(shí)翅片表面已經(jīng)出現(xiàn)很薄的冰層，之后開(kāi)始出現(xiàn)小沙丘狀冰粒， 即結(jié)晶胚胎。20分鐘后翅頂處霜的冰柱外形已經(jīng)非常明顯。測(cè)試進(jìn)行30分鐘后，管壁處和 翅片表面有零星絨球狀霜花形成。此時(shí)該處霜進(jìn)入霜層生長(zhǎng)期，其結(jié)構(gòu)為枝狀晶體。絨球 裝霜花即由霜枝狀晶體形成的霜晶體簇。而翅片處霜層表面已經(jīng)趨于平坦，已經(jīng)進(jìn)入霜層 生長(zhǎng)期。隨著測(cè)試?yán)^續(xù)進(jìn)行，在60分鐘后可以看到翅片表面已經(jīng)基本被霜全部覆蓋，翅頂 處已經(jīng)形成一種表面平整的弧形霜蓋，這層霜蓋正是之前表面上的霜層融化后再結(jié)冰形成 的老化霜層，這表明翅翅頂處的霜層已經(jīng)進(jìn)入充分生長(zhǎng)期。測(cè)試進(jìn)行到90分鐘時(shí)，翅片表 面的霜層明顯增厚。120分鐘時(shí)翅片表面的霜層結(jié)構(gòu)還是非常疏松，150分鐘后可以看出， 枝狀晶體簇已經(jīng)變大，此時(shí)枝狀晶體之間通過(guò)相互作用正在逐漸形成網(wǎng)狀的霜層。到了 180 分鐘，翅片表面上的霜層已經(jīng)開(kāi)始出現(xiàn)平整的跡象，霜層厚度生長(zhǎng)速度放緩。240分鐘和 300分鐘后翅片表面霜層增長(zhǎng)到與翅頂處霜厚一致，二者的霜表完成結(jié)合，平整的霜表面積 擴(kuò)大，并沿著翅高開(kāi)始向內(nèi)擴(kuò)張，而霜厚增長(zhǎng)繼續(xù)變慢。360分鐘后這種平整的霜層表面已 經(jīng)覆蓋翅片表面絕大部分；到了 420分鐘，霜層表面到達(dá)管壁，擴(kuò)張基本完成，此時(shí)整個(gè)翅 片都被霜層厚厚覆蓋，此后霜層生長(zhǎng)速度達(dá)到平衡，霜層維系在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的厚度值。
如圖2所示，為了分析結(jié)霜對(duì)翅片管綜合換熱性能的影響，特別對(duì)翅片表面溫度 進(jìn)行了測(cè)量。測(cè)試中對(duì)距翅片管底部40cm、80cm、120cm、160cm和200cm的五個(gè)位置進(jìn)行了 溫度的測(cè)量。圖3為系統(tǒng)壓力0. 8MPa,介質(zhì)流量15Nm3/h工況下各點(diǎn)的溫度變化過(guò)程?？梢钥闯?，翅片管入口附近(40cm)溫度變化非常迅速，在翅片管工作不到20分鐘 就從環(huán)境溫度下降到了 -140°C。隨后溫度變化緩慢，在測(cè)試的大部分時(shí)間內(nèi)其溫度值都保 持在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的低溫狀態(tài)，可知此位置管內(nèi)流體狀態(tài)為液態(tài)，處于單相液體對(duì)流換熱 區(qū)。隨著測(cè)試的進(jìn)行，該處溫度值緩慢降低，溫度變動(dòng)范圍很小。隨著高度的增加，溫度變 化過(guò)程趨于緩慢。80cm處的溫度在1小時(shí)內(nèi)從環(huán)境溫度降到-100°C，在3小時(shí)之后溫度 在-120°C -140°C之間發(fā)生明顯的波動(dòng)。此時(shí)液體開(kāi)始進(jìn)入氣化階段，管內(nèi)流體的流動(dòng)狀 態(tài)為氣液兩相流。120cm處和160cm處的翅表溫度變化類似，穩(wěn)定后相互之間的溫差不大。 與80cm處溫度變化曲線相比，兩曲線溫度下降趨勢(shì)比較平穩(wěn)，沒(méi)有產(chǎn)生很大的波動(dòng)。此時(shí) 管內(nèi)流體仍處在氣化階段，其形態(tài)為氣液兩相流。分析200cm處翅片表面溫度溫度變化曲 線可知，其溫度也是隨時(shí)間一直趨于下降，但變化更為緩慢。與160cm處同期壁溫相差比 160cm和120cm處同期壁溫溫差更大。此時(shí)管內(nèi)流體處于氣化中后期，主要為蒸汽，同時(shí)還 存在少量液體。如圖3所示，除了測(cè)試翅片溫度夕卜，測(cè)試了霜層的生長(zhǎng)速度。圖3為0.8MPa，15Nm3/ h工況下測(cè)試段上五處霜層厚度的變化情況?？梢钥闯觯诘某跏茧A段((2h)，各測(cè)點(diǎn)處 結(jié)霜的速度都很快，隨著時(shí)間的推移，霜厚的增長(zhǎng)越來(lái)越慢，在進(jìn)行到6小時(shí)左右，霜層厚 度基本穩(wěn)定不變。由于結(jié)霜是一個(gè)傳熱傳質(zhì)過(guò)程，初期，翅片表面與環(huán)境存在較大的溫度差 和濃度差，空氣中的水分直接與翅片表面接觸傳熱，迅速結(jié)霜。最初形成的霜層很薄，熱阻 很小，并且其粗糙度還擴(kuò)大了翅片表面的換熱面積，從而促進(jìn)了翅片管的換熱，使結(jié)霜仍然 能保持一個(gè)較快的速度。150分鐘后，隨著霜層厚度的增加，翅片表面與空氣之間的傳熱熱 阻開(kāi)始增大，另一方面由于霜層的阻塞作用，空氣流量減少，使空氣側(cè)對(duì)流換熱系數(shù)減少， 翅片管的換熱效率開(kāi)始下降，另外由于霜表溫度不斷增加，霜表與空氣的溫度差減小，使結(jié) 霜減慢，這個(gè)時(shí)期的結(jié)霜量主要是增加霜密度。此后各測(cè)點(diǎn)霜層生長(zhǎng)都進(jìn)入緩慢發(fā)展期，最 終達(dá)到一個(gè)準(zhǔn)穩(wěn)定狀態(tài)。如圖4和圖5所示，翅片管表面上霜層生長(zhǎng)源自空氣中水蒸氣在翅片管表面的凝 華，因此，空氣的相對(duì)濕度對(duì)霜層的生長(zhǎng)速度具有十分顯著的影響。另外，不同的操作條件 也可能對(duì)霜層的生長(zhǎng)速度具有顯著影響。為了以上因素與霜層生長(zhǎng)速度之間的定量關(guān)系， 本文在不同條件下進(jìn)行了研究。如圖4所示為不同濕度、不同流量下翅片管各處的霜層生 長(zhǎng)速度?？梢钥闯?，壓力一定時(shí)，在濕度相近的情況下，平均霜厚隨著流量的增大而增大， 說(shuō)明流量增大對(duì)結(jié)霜有促進(jìn)作用。這是因?yàn)榱髁吭酱?，管?nèi)液氮?dú)饣瘯r(shí)單位管長(zhǎng)向周圍空 氣吸收的熱量越多，因而結(jié)霜越多。而在流量為20Nm3/h時(shí)候，其平均霜厚反而要比流量為 35Nm3/h甚至50Nm3/h還要大，這是由于在該工況下，其室內(nèi)的濕度要高于流量為35Nm3/h和 50Nm3/h兩個(gè)工況下的濕度。由此可見(jiàn)，空氣濕度對(duì)結(jié)霜的影響非常明顯，濕度越大，則平均 霜厚越大。為了進(jìn)一步弄清以上因素對(duì)霜層生長(zhǎng)速度的影響，本文還在不同壓力和環(huán)境濕 度下進(jìn)行了測(cè)試研究，結(jié)果如圖5所示?？梢钥闯?，流量一致時(shí)，在濕度相近的情況下，平均 霜厚隨壓力的增大而增大。這說(shuō)明壓力增大對(duì)結(jié)霜有促進(jìn)作用。這是因?yàn)閴毫υ酱螅后w 的過(guò)冷度越大，完全汽化所需的熱量更多，因此引起的結(jié)霜量也就更大。同樣，由該圖還可以看出，平均霜厚隨濕度的增大而增大，而且增幅更為明顯。 如圖6、圖7和圖8所示，翅片管結(jié)霜后，由于霜層的熱阻效應(yīng)，導(dǎo)致翅片管換熱效 率降低。為了確定霜層厚度對(duì)翅片管換熱效率的影響，本文分析了平均霜層厚度與翅片管 進(jìn)出口溫差之間的關(guān)系，如圖6和7所示?？梢钥闯?，翅片管表面霜層增長(zhǎng)的速度越快，進(jìn) 出口溫差下降的也越快，表明隨著霜層厚度的增長(zhǎng)，結(jié)霜對(duì)翅片管表面?zhèn)鳠岙a(chǎn)生不利的影 響，翅片管的換熱效率開(kāi)始下降。進(jìn)入結(jié)霜后期，隨著霜層增長(zhǎng)的速度變緩，進(jìn)出口溫差下 降的速度也開(kāi)始減慢，在測(cè)試進(jìn)行到300min時(shí)，平均霜層厚度穩(wěn)定在8mm左右，此時(shí)進(jìn)出 口溫差約為32°C。結(jié)霜除了對(duì)翅片管的換熱效率有影響外，還對(duì)翅片管的水力特性具有一 定影響。圖8為翅片管壓差與霜層厚度之間的關(guān)系?？梢钥闯觯谝欢ㄏ到y(tǒng)壓力和介質(zhì)流 量的情況下，翅片管進(jìn)出口之間的壓差隨著霜層厚度的增加整體上呈獻(xiàn)一個(gè)波動(dòng)上升的趨 勢(shì)。這主要是由于翅片管結(jié)霜導(dǎo)致整體換熱效率下降，管內(nèi)兩相區(qū)拉長(zhǎng)，使得翅片管壓降也 隨著表現(xiàn)出不同的值。
權(quán)利要求
1.一種空浴式汽化器結(jié)霜特性測(cè)試系統(tǒng)，包括低溫液體儲(chǔ)罐、真空絕熱管道、過(guò)冷器、 測(cè)試段、汽化器及溫度和壓力測(cè)試裝置，其特征在于A、低溫液體儲(chǔ)罐(1)右側(cè)下部設(shè)有輸出端，輸出端連接室內(nèi)的真空絕熱管道(2)—端， 真空絕熱管道(2)的另一端連接過(guò)冷器(3) —端，過(guò)冷器(3)的另一端連接T型熱電偶溫 度傳感器(4)下端，T型熱電偶溫度傳感器(4)的上端連接汽化器(14) 一端，汽化器(14) 的另一端皆有氣體質(zhì)量流計(jì)(15)，所述的T型熱電偶溫度傳感器的上下兩端設(shè)有八翅片星 形翅片管(6)的測(cè)試段，在八翅片星形翅片管的表面設(shè)有數(shù)字千分尺(11)，所述的數(shù)字千 分尺設(shè)在標(biāo)尺及支架(10)上，在T型熱電偶溫度傳感器的上端右側(cè)抽頭一端連接差壓變送 器(9) 一端，差壓變送器(9)的另一端連接壓力變送器(12)和T型熱電偶溫度傳感器的下 端，在T型熱電偶溫度傳感器設(shè)有八翅片星形翅片管(6)的測(cè)試段外側(cè)中間左面位置設(shè)有 非接觸式紅外測(cè)溫儀(5)，所述的室內(nèi)設(shè)有大氣壓力及溫度計(jì)(7)和控溫裝置⑶及超聲波 增濕器(13)；B、液氮由低溫液體儲(chǔ)罐自增壓經(jīng)真空絕熱管道輸送至過(guò)冷器進(jìn)行預(yù)冷，達(dá)到一定的過(guò) 冷度后進(jìn)入測(cè)試段進(jìn)行汽化，流出測(cè)試段的實(shí)驗(yàn)介質(zhì)經(jīng)空浴式汽化器完全汽化并升溫至環(huán) 境溫度后由氣體質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量及流量。
2.如權(quán)利要求1所述的一種空浴式汽化器結(jié)霜特性測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于測(cè)試段長(zhǎng)度 為2m的八翅片星形翅片管，翅片外徑200mm，基管尺寸為28X 3mm。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種空浴式汽化器結(jié)霜特性測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于翅片等 距離等間隔均勻設(shè)有若干銅-康銅熱電偶以測(cè)量翅片上不同位置處的溫度變化。
4.如權(quán)利要求1所述的一種空浴式汽化器結(jié)霜特性測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于支架上設(shè)有 標(biāo)尺，標(biāo)尺上設(shè)有數(shù)字千分尺，所述的支架是可以旋轉(zhuǎn)的支架或托架。
5.一種空浴式汽化器結(jié)霜特性測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試方法，其特征在于先用丙酮將翅片清 洗干凈，用鋁質(zhì)膠帶將經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的銅-康銅熱電偶按一定的排列固定在測(cè)試段的某個(gè)翅片 上，根據(jù)選擇技術(shù)參數(shù)設(shè)備，連接好管道和各測(cè)量?jī)x器，將儲(chǔ)罐出液閥擰開(kāi)一個(gè)小的開(kāi)度， 檢查完整個(gè)管道的氣密性后，再根據(jù)工況要求調(diào)整出液閥開(kāi)度，然后開(kāi)啟溫度、壓力、壓差、 流量各種數(shù)據(jù)采集儀器進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，并每隔半小時(shí)人工記錄一次室溫、濕度以及測(cè)試段 上下五個(gè)位置處的霜層厚度，分析結(jié)霜對(duì)翅片管綜合換熱性能影響，測(cè)試過(guò)程中要隨時(shí)注 意對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行增壓或減壓，以保持罐內(nèi)壓力穩(wěn)定。
6.如權(quán)利要求5所述的一種空浴式汽化器結(jié)霜特性測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試方法，其特征在于 所述的設(shè)備技術(shù)參數(shù)低溫液體儲(chǔ)罐為5. 0m3、l. 6MPa，真空絕熱管為·15、3. OMPa，過(guò)冷器 為5000W，翅片管為DN21、Φ 200 X 2000，汽化器為60Nm3/h，標(biāo)尺及托架為2m，T型熱電偶溫 度傳感器為士0. 1K，紅外測(cè)溫儀為士 1.0K、-50 100°C，壓力變送器為0 3. OMPa,0.5%, 差壓變送器為0 100KPa、0. 5%，氣體質(zhì)量流量計(jì)為0 1500SLPM、0. 5%，數(shù)字千分尺為 0 30mm、0. 1 %，大氣壓力及溫濕度計(jì)為-40 80°C、0 100%，高速攝像機(jī)為2000FPS， 超聲波增濕器為2000W，控溫裝置為5000W。
全文摘要
本發(fā)明涉及空浴式汽化器的技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是在一種空浴式汽化器結(jié)霜特性測(cè)試系統(tǒng)及測(cè)試方法。包括低溫液體儲(chǔ)罐、真空絕熱管道、過(guò)冷器、測(cè)試段、汽化器及溫度和壓力測(cè)試裝置，液氮由低溫液體儲(chǔ)罐自增壓經(jīng)真空絕熱管道輸送至過(guò)冷器進(jìn)行預(yù)冷，達(dá)到一定的過(guò)冷度后進(jìn)入測(cè)試段進(jìn)行汽化，流出測(cè)試段的測(cè)試介質(zhì)經(jīng)空浴式汽化器完全汽化并升溫至環(huán)境溫度后由氣體質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量及流量。翅片管表面的霜層生長(zhǎng)是一個(gè)逐漸發(fā)展的過(guò)程，這一過(guò)程使得霜層厚度和翅片表面溫度都逐漸趨于一個(gè)穩(wěn)定的值，翅片管的操作參數(shù)和環(huán)境參數(shù)對(duì)霜層的生長(zhǎng)速度都具有一定的影響，相比之下，環(huán)境濕度對(duì)于霜層生長(zhǎng)的速度具有最為顯著的影響。
文檔編號(hào)F17C7/04GK101994904SQ20101025228
公開(kāi)日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2010年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月13日
發(fā)明者吳興華, 李祥東 申請(qǐng)人:上海市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院