專利名稱：一種用于蒸發(fā)冷卻換熱模塊性能測試的多功能試驗臺的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種試驗臺，尤其是一種研究蒸發(fā)冷卻換熱模塊 性能的試驗臺。
背景技術：
冷卻塔和蒸發(fā)冷卻(冷凝)器是廣泛應用于空調和工業(yè)熱循環(huán)的 通用設備，與國民經濟和社會發(fā)展中迫切需要解決的節(jié)能節(jié)水密切相關。
冷卻循環(huán)水的冷卻器通常稱為冷卻塔。開式冷卻塔的原理是將被 冷卻水直接與空氣對流換熱并蒸發(fā)冷卻。蒸發(fā)冷卻(冷凝)器是讓被 冷卻的工質在管內流動，管外噴淋輔助冷卻水，輔助冷卻水再與空氣 對流換熱并蒸發(fā)冷卻，當被冷卻工質為水時，也叫閉式冷卻塔。
以上設備性能的好壞，取決于換熱模塊的特征以及水氣的配比， 需要通過試驗測試其性能。對管內向管外的對流換熱，目前計算已經 成熟，因此，本實用新型研究的目標主要是水氣直接接觸的傳熱與傳 質耦合的換熱特性。 發(fā)明內容
本實用新型是要提供一種用于蒸發(fā)冷卻換熱模塊性能測試的多 功能試驗臺，該試驗臺可對換熱模塊內熱源散熱和換熱模塊外熱源散 熱兩種模型以及水氣流向為橫流與逆流兩種模式進行試驗，換熱模塊 對象包括各式填料、以及不同的管型、不同的管表面特性(如親水性)、 不同的管束排列(如差排、順排)和不同的管距、不同的填料和不同 的填料與管束結合形式(如在水流方向，填料與管束串聯或并聯)、
不同的管壁溫度(模擬閉式冷卻塔進出水溫度段)、不同的風量、不 同的淋水密度、不同的空氣進口干濕球溫度，進行熱力性能試驗和阻 力性能試驗。
為實現本實用新型的目的，采用的技術方案如下 一種用于蒸發(fā)冷卻換熱模塊性能測試的多功能試驗臺，包括集水 箱、集水箱蓋、水泵、風量測試段、風機、圓接方過渡段、收水器段、 淋水管網段、被試換熱模塊段、兩被試換熱模塊段側封蓋、進風口段、 布水池、支架；風量測試段安裝有畢托管，被試換熱模塊段安裝有壁 面靜壓管，支架上安裝有調壓器、調速器、水閥、浮子流量計、功率 表、傾斜式微壓計，機械通風干濕球溫度計、熱電偶溫度采集儀。其 特點是被試換熱模塊段由六截單側帶法蘭的方管焊接而成，中心構 成一個正方體的空腔，可安放被試換熱模塊；所述被試換熱模塊呈正 方體，并由兩塊有機玻璃側板和四根鋁制橫梁組成框架，其中換熱模 塊為淋水填料、管束、管束與填料的組合體中的一種，并被固定在所 述框架上，管束直接固定在有機玻璃板上，內置電加熱，或填料借助 于細線捆綁固定。
集水箱位于支架正下方，內置電加熱管；收水器段、淋水管網段
分別是橫截面與被試換熱模塊段橫截面相同的方管，管口通過法蘭相 互連接，其中收水器段內置收水器片，淋水管網段內置淋水管網。
水氣流向為橫流的試驗模式時，集水箱蓋放置在集水箱上，集水 箱蓋上設有一個方孔，并通過法蘭與被試換熱模塊段的下側孔法蘭相 連接，布水池放置在被試換熱模塊段的上側孔上，布水池為一個截面 與換熱模塊截面相同的扁方腔，頂面開口，底面設有密集小孔，側面
通過法蘭與換熱模塊段的上側孔法蘭連接；被試換熱模塊從被試換熱 模塊段的前側孔推入空腔內；被試換熱模塊段右邊與進風口段連接，
左邊依次與收水器段、圓接方過渡段、風機、風量測試段連接，從而 由風量測試段、風機、圓接方過渡段、收水器段、被試換熱模塊段、 進風口段構成一個風筒，水平放置在布水池蓋上；水泵進口與集水箱 底部相聯，水泵出口依次連接水閥、浮子流量計、經水管接入布水池。 水氣流向為逆流的試驗模式時，所述進風口段、被試換熱模塊段、 收水器段、圓接方過渡段、風機，風量測試段構成的風筒通過支架垂 直放置，進風口朝下，懸空掛在集水箱的正上方，集水箱不蓋蓋，被 試換熱模塊段上與集水箱和布水池連接的方孔分別用兩被試換熱模 塊段側封蓋封閉，并在被試換熱模塊段和收水器段之間插入淋水管網 段，淋水管網由一根總管和多根支管組成，支管底部設有多排小孔， 并互成一角度；水泵進口與集水箱底部相聯，水泵出口依次連接水閥、
浮子流量計、經水管通入淋水管網。
本實用新型結構與性能特點
1. 以一個由進風口段(1)、被試換熱模塊段(6)、淋水管網段(13)、 收水器段(4)、圓接方過渡段(3)、風機(2)，風量測試段(1) 構成的風筒為主體，配以相關的風量、水量、熱量調節(jié)手段，以 及對溫度、風速、水流量、阻力的測量，可對多種換熱模塊進行 性能試驗。
2. 可以對換熱模塊內熱源散熱和換熱模塊外熱源散熱兩種模型的換 性能進行試驗，并且可在兩種模型間方便地轉換。
3. 在每種模型下，可以對水氣流向為橫流與逆流兩種模式的換性能 進行試驗，并且可在兩種模式間方便地轉換。
本發(fā)明的有益效果是用同一套風源、水源、電熱源和測試系統(tǒng)，
以一個小型風筒為主體，通過簡單的變換，在外熱源情況下，可以對
水氣橫流和逆流兩種模式下熱水在填料中散熱的性能進行試驗；在內
熱源情況下，可以對水氣橫流和逆流兩種模式下的熱源冷卻性能進行
試驗。這些試驗基本囊括了開式冷卻塔和閉式冷卻塔以及蒸發(fā)冷卻 (冷凝)器主要熱性能試驗，方法簡單可行，實驗范圍廣，綜合性強， 對研究蒸發(fā)冷卻的機理和各類冷卻塔的設計開發(fā)有現實的應用價值。 本實用新型的結構巧妙，外型美觀，突出了多功能性，已有試驗 表明，該試驗臺靈敏度高，重復性好。

圖1是本實用新型主體部分的結構立體分解示意圖； 圖2是本實用新型換熱模塊外熱源試驗模型示意圖； 圖3是本實用新型換熱模塊內熱源試驗模型示意圖； 圖4是本實用新型橫流試驗模式示意圖； 圖5是本實用新型逆流試驗模式示意圖。
具體實施方式

以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步的說明。
如圖1所示，本實用新型的用于蒸發(fā)冷卻換熱模塊性能測試的多
功能試驗臺，包括集水箱IO、集水箱蓋9、水泵ll、風量測試段l、 風機2、圓接方過渡段3、收水器段4、淋水管網段13、被試換熱模 塊段6、進風口段7、布水池5、被試換熱模塊8，兩個被試換熱模塊 段側封蓋14， 15和支架12;風量測試段1安裝有畢托管，被試換熱 模塊段6安裝有壁面靜壓管，支架12上安裝有調壓器、調速器、水 閥、浮子流量計、功率表、傾斜式微壓計，機械通風干濕球溫度計、 熱電偶溫度采集儀。
被試換熱模塊段6由六截單側帶法蘭的方管焊接而成，中心構成 一個正方體的空腔，可安放被試換熱模塊8，兩端各有一個小孔、孔 上焊有用于測阻力的細管；所述被試換熱模塊8呈正方體，是由兩塊 有機玻璃側板和四根鋁制橫梁組成框架，其中換熱模塊為淋水填料、 管束、管束與填料的組合體中的一種，并被固定在所述框架上，管束 直接固定在有機玻璃板上，內置電加熱，或填料借助于細線捆綁固定。 如圖2所示，對空氣在填料內冷卻熱水的試驗模型(即換熱模塊 外熱源試驗模型)，由集水箱10的內置電加熱管接電供熱，被加熱后 的熱水在被試換熱模塊8的填料中被空氣冷卻。
如圖3所示，對空氣和輔助噴淋水冷卻加熱管的實驗模型(即換
熱模塊內熱源試驗模型)，作如下變換將被試換熱模塊8內的加熱 管通電加熱，而集水箱10內的電加熱管不接電，水、氣通過加熱管 時對加熱管進行冷卻。
如圖4所示，為了適應水氣流向為橫流的試驗模式，將集水箱 蓋9放置在集水箱10上，集水箱蓋9上有一個方孔，并有法蘭可以 與被試換熱模塊段6的下側孔法蘭相連接，將布水池5放在被試換熱 模塊段6的上側孔上，布水池5為一個截面與換熱模塊截面相同的扁 方腔，頂面開口，底面有密集小孔，側面有法蘭可與換熱模塊段6的 上側孔法蘭連接。被試換熱模塊8從被試換熱模塊段6的前側孔推空 腔內。被試換熱模塊段6右邊與進風口段7連接，左邊依次與收水器 段4、圓接方過渡段3、風機2、風量測試段l連接，從而由風量測 試段l、風機2、圓接方過渡段3、收水器段4、被試換熱模塊段6、 進風口段7構成一個風筒，水平放置在布水池蓋9上；水泵ll進口 與集水箱10底部相聯，水泵ll出口依次連接水閥、浮子流量計、再 由水管通入布水池5。試驗時，水由水泵11從集水箱10中抽到布水 池5后自上而下噴灑到被試換熱模塊8，然后落入集水箱10再循環(huán)； 在風機2抽吸下，風從右邊進風口吸入，水平流過被試換熱模塊8， 再經過收水器段4、圓接方過渡段3、風機2，從風量測試段l排出。
如圖5所示，為了適應水氣流向為逆流的試驗模式，作如下變
換將橫流模式時水平放置的由進風口段7、被試換熱模塊段6、收 水器段4、圓接方過渡段3、風機2，風量測試段1構成的風筒通過
支架12垂直放置，進風口朝下，懸空掛在集水箱10的正上方，集水 箱10不蓋蓋，被試換熱模塊段6上原來與集水箱10和布水池5連接 的方孔分別用兩被試換熱模塊段側封蓋14， 15封閉，并在被試換熱 模塊段6和收水器段4之間插入淋水管網段13，淋水管網由一根總 管和多根支管組成，支管底部有多排小孔，互成一定角度。水泵11 進口與集水箱IO底部相聯，水泵11出口依次連接水閥、浮子流量計、 再由水管通入淋水管網。試驗時，水由水泵11從集水箱10中抽到淋 水管網后自上而下噴灑到被試換熱模塊8，然后落入集水箱10再循 環(huán)；在風機2抽吸下，風從下面的進風口吸入，自下而上流過被試換 熱模塊8，再經過淋水管網段13、收水器段4、圓接方過渡段3、風 機2，從風量測試段l朝天排出。
權利要求1.一種用于蒸發(fā)冷卻換熱模塊性能測試的多功能試驗臺，包括集水箱(10)、集水箱蓋(9)、水泵(11)、風量測試段(1)、風機(2)、圓接方過渡段(3)、收水器段(4)、淋水管網段(13)、被試換熱模塊段(6)、進風口段(7)、布水池(5)、被試換熱模塊(8)，兩個被試換熱模塊段側封蓋(14，15)和支架(12)；風量測試段(1)喉部安裝有畢托管，支架(12)上安裝有調壓器、調速器、水閥、浮子流量計、功率表、傾斜式微壓計，機械通風干濕球溫度計、熱電偶溫度采集儀，其特征在于，所述被試換熱模塊段(6)由六截單側帶法蘭的方管焊接而成，中心構成一個正方體的空腔，空腔中安放被試換熱模塊(8)，方管兩端各有一個小孔、孔上焊設有用于測阻力的細管；所述被試換熱模塊(8)呈正方體，并由兩塊有機玻璃側板和四根鋁制橫梁組成框架，其中換熱模塊為淋水填料、管束、管束與填料的組合體中的一種，并被固定在所述框架上，淋水填料是借助于細線捆綁固定在鋁制橫梁或管束上，而管束則直接固定在有機玻璃板上，并內置電加熱。
2. 根據權利要求1所述的用于蒸發(fā)冷卻換熱模塊性能測試的多功能 試驗臺，其特征在于，所述集水箱(10)位于支架(12)的正下方， 內置電加熱管；收水器段(4)、淋水管網段(13)分別是橫截面與被 試換熱模塊段(6)橫截面相同的方管，管口通過法蘭相互連接，其 中收水器段(4)內置收水器片，淋水管網段(13)內置淋水管網。
3. 根據權利要求1所述的用于蒸發(fā)冷卻換熱模塊性能測試的多功能 試驗臺，其特征在于，水氣流向為橫流的試驗模式時，所述集水箱蓋(9)放置在集水箱(10)上，集水箱蓋(9)上設有一個方孔，并通 過法蘭與被試換熱模塊段(6)下側孔法蘭相連接，布水池(5)放置在被試換熱模塊段(6)上側的孔上，布水池(5)為一個截面與換熱模塊截面相同的扁方腔，頂面開口，底面設有密集小孔，側面通過法蘭與換熱模塊段(6)的上側孔法蘭連接；所述被試換熱模塊(8)從 被試換熱模塊段(6)的前側孔推入其空腔內；被試換熱模塊段(6)右邊與進風口段(7)連接，左邊依次與收水器段(4)、圓接方過渡 段(3)、風機(2)、風量測試段(1)連接，從而由風量測試段(1)、 風機(2)、圓接方過渡段(3)、收水器段(4)、被試換熱模塊段(6)、 進風口段(7)構成一個風筒，水平放置在布水池蓋(9)上；水泵(ll) 進口與集水箱(10)底部相聯，水泵(11)出口依次連接水閥、浮子 流量計、經水管接入布水池(5)。
4.根據權利要求1所述的用于蒸發(fā)冷卻換熱模塊性能測試的多功能 試驗臺，其特征在于，水氣流向為逆流的試驗模式時，所述進風口段(7)、被試換熱模塊段(6)、收水器段(4)、圓接方過渡段(3)、風 機(2)，風量測試段(1)構成的風筒通過支架(12)垂直放置，進 風口朝下，懸空掛在集水箱(10)的正上方，集水箱(10)不蓋蓋， 被試換熱模塊段(6)上與集水箱(10)和布水池(5)連接的方孔分 別用被試換熱模塊段側封蓋(14 ， 15)封閉，并在被試換熱模塊段(6)和收水器段(4)之間插入淋水管網段(13)，淋水管網由一根 總管和多根支管組成，支管底部設有多排小孔，并互成一角度；水泵(11)進口與集水箱(10)底部相聯，水泵(11)出口依次連接水閥、 浮子流量計、經水管通入淋水管網。
專利摘要本實用新型涉及一種用于蒸發(fā)冷卻換熱模塊性能測試的多功能試驗臺，包括集水箱、集水箱蓋、水泵、風量測試段、風機、圓接方過渡段、收水器段、淋水管網段、被試換熱模塊段、兩側封蓋、進風口段、布水池、支架，其中被試換熱模塊段由六截單側帶法蘭的方管焊接而成，中心為一正方體的空腔，可放被試換熱模塊；風量測試段裝有畢托管，被試換熱模塊段裝有壁面靜壓管，支架上裝有調壓器、調速器、水閥、流量計、功率表、傾斜式微壓計，干濕球溫度計、熱電偶溫度采集儀。該試驗臺用同一套風源、水源、電熱源和測試系統(tǒng)，分別在水氣橫流和逆流兩種模式下，通過簡單的變換，可以對熱水在填料中散熱的性能進行試驗，還可以對加熱管的冷卻性能進行試驗。
文檔編號G01M99/00GK201184847SQ200820055360
公開日2009年1月21日 申請日期2008年2月2日 優(yōu)先權日2008年2月2日
發(fā)明者妮 劉, 孫寅章, 孫曉達, 祥 宋, 輝 李, 李子鈞, 茉 楊, 楊茂盛, 歐陽新萍, 王企鯤, 王治云, 章立新, 項品義, 健 顏, 明 高, 黃陳師 申請人:上海理工大學