同規(guī)格替換實(shí)驗(yàn)。
[0029]在內(nèi)波紋管11和外波紋管13之間形成真空絕熱空腔，該真空絕熱空腔與充排氣管路相連通，通過(guò)充排氣管路調(diào)整真空絕熱空腔內(nèi)真空度，充排氣管路與大直徑操作腔9內(nèi)部相連通，在充排氣管路上設(shè)有真空泵25與真空閥24，并在充排氣管路上設(shè)置充氣截止閥23。
[0030]在波紋管實(shí)驗(yàn)段內(nèi)設(shè)置有溫度和壓力測(cè)量單元以及真空度測(cè)量單元，溫度和壓力測(cè)量單元包括差壓變送器16、底部溫度傳感器17及頂部溫度傳感器18，差壓變送器16的兩端與內(nèi)波紋管11的兩端連通，差壓變送器16實(shí)現(xiàn)微壓差測(cè)量，底部溫度傳感器17等間隔均勻安裝在內(nèi)波紋管11的豎直方向的底部外表面，頂部溫度傳感器18等間隔均勻安裝在內(nèi)波紋管11的豎直方向的頂部外表面；
[0031]真空度測(cè)量單元包括與大直徑操作腔9內(nèi)部連接的真空規(guī)14和數(shù)顯真空計(jì)，通過(guò)真空規(guī)14和數(shù)顯真空計(jì)獲取內(nèi)波紋管11和外波紋管13之間形成的真空絕熱空腔的真空度，通過(guò)改變真空度變更波紋管絕熱情況，模擬不同程度的漏氣工況，可用于監(jiān)測(cè)不同真空度下試驗(yàn)波紋管內(nèi)的流動(dòng)和傳熱特性。
[0032]差壓變送器16、底部溫度傳感器17及頂部溫度傳感器18均與數(shù)據(jù)采集卡26連接，該數(shù)據(jù)采集卡26與計(jì)算機(jī)27連接，計(jì)算機(jī)27根據(jù)由差壓變送器16、底部溫度傳感器17及頂部溫度傳感器18獲得的溫度、壓力數(shù)據(jù)，獲得絕熱波紋管內(nèi)低溫流體流動(dòng)阻力和溫度分布。
[0033]本實(shí)施例中波紋管實(shí)驗(yàn)段安放在支撐基座上，支撐基座如圖3所示，為兩段式可升降支架，包括底座28、中間可伸縮支架29及可拉伸鉸鏈30，中間可伸縮支架29設(shè)在底座28的中部，可拉伸鉸鏈30設(shè)有兩個(gè)，其一端連接在底座28的左端或右端，另一端同時(shí)與中間可伸縮支架29的頂端鉸接；通過(guò)調(diào)整可拉伸鉸鏈30的角度實(shí)現(xiàn)支撐基座彎角變形，用于不同傾角下絕熱波紋管內(nèi)低溫流體流動(dòng)阻力和溫度分布測(cè)試。
[0034]本發(fā)明裝置的工作過(guò)程是:
[0035]以液氮為工作介質(zhì)，首先將低溫自增壓儲(chǔ)罐I與兩級(jí)過(guò)冷器、波紋管試驗(yàn)段、汽化器20、氣體流量計(jì)22依次通過(guò)壓力調(diào)節(jié)閥2、流量調(diào)節(jié)閥8、背壓調(diào)節(jié)閥19、開(kāi)關(guān)閥21和金屬軟管相連接。將波紋管實(shí)驗(yàn)段安放于支撐基座上。
[0036]對(duì)波紋管實(shí)驗(yàn)段進(jìn)行抽真空，過(guò)程是:將真空泵25通過(guò)真空閥24與波紋管實(shí)驗(yàn)段相連接，關(guān)閉充氣截止閥23，打開(kāi)真空閥24，將內(nèi)外波紋管之間抽真空，待真空度達(dá)到并穩(wěn)定在KT3Pa以后關(guān)閉真空閥24。
[0037]對(duì)測(cè)試裝置進(jìn)行預(yù)冷，具體是:在敞口保溫不銹鋼罐3和廣口杜瓦5中倒入少量液氮。打開(kāi)背壓調(diào)節(jié)閥19，打開(kāi)壓力調(diào)節(jié)閥2，待管內(nèi)壓力升高到表壓0.1MPa，微開(kāi)流量調(diào)節(jié)閥8，從低溫自增壓儲(chǔ)罐I中通入少量液氮至波紋管實(shí)驗(yàn)段，并直接排放掉。
[0038]正式進(jìn)行測(cè)試:將液氮充滿敞口保溫不銹鋼罐3和廣口杜瓦5，打開(kāi)機(jī)械泵7，對(duì)廣口杜瓦5抽真空。打開(kāi)壓力調(diào)節(jié)閥2、背壓調(diào)節(jié)閥19、開(kāi)關(guān)閥21，通過(guò)流量調(diào)節(jié)閥8控制合適的液氮流量持續(xù)通過(guò)測(cè)試裝置。
[0039]通過(guò)計(jì)算機(jī)27記錄差壓變送器16、底部溫度傳感器17、頂部溫度傳感器18實(shí)時(shí)測(cè)試數(shù)據(jù)。使用數(shù)顯真空計(jì)記錄真空規(guī)14所測(cè)內(nèi)波紋管與外波紋管間空腔的真空度。整理計(jì)算數(shù)據(jù)就可以獲得絕熱波紋管內(nèi)低溫流體流動(dòng)阻力和溫度分布。
[0040] 上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和使用發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說(shuō)明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種絕熱波紋管內(nèi)低溫流體流動(dòng)阻力和溫度分布測(cè)試裝置，其特征在于，該測(cè)試裝置包括通過(guò)金屬軟管相連接的低溫自增壓儲(chǔ)罐(I)、兩級(jí)過(guò)冷器、波紋管實(shí)驗(yàn)段、汽化器(20)及氣體流量計(jì)(22)， 所述的波紋管實(shí)驗(yàn)段包括內(nèi)波紋管(11)、外波紋管(13)、大直徑操作腔(9)及內(nèi)部填充芯體(15)，所述的外波紋管(13)套設(shè)在內(nèi)波紋管(11)外部，所述的內(nèi)部填充芯體(15)裝填在內(nèi)波紋管(11)管心處，所述的大直徑操作腔(9)位于外波紋管(13)的兩端，其中，所述的內(nèi)波紋管(11)的兩端與輸送低溫流體的金屬軟管連通， 在內(nèi)波紋管(11)和外波紋管(13)之間形成真空絕熱空腔，該真空絕熱空腔與充排氣管路相連通，通過(guò)充排氣管路調(diào)整真空絕熱空腔內(nèi)真空度， 在所述的波紋管實(shí)驗(yàn)段內(nèi)設(shè)置有溫度和壓力測(cè)量單元以及真空度測(cè)量單元，通過(guò)波紋管實(shí)驗(yàn)段內(nèi)溫度、壓力與真空度數(shù)據(jù)獲得絕熱波紋管內(nèi)低溫流體流動(dòng)阻力和溫度分布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種絕熱波紋管內(nèi)低溫流體流動(dòng)阻力和溫度分布測(cè)試裝置，其特征在于，在金屬軟管上設(shè)有壓力調(diào)節(jié)閥(2)、流量調(diào)節(jié)閥(8)、背壓調(diào)節(jié)閥(19)及開(kāi)關(guān)閥(21)，所述的壓力調(diào)節(jié)閥(2)設(shè)在低溫自增壓儲(chǔ)罐(I)與兩級(jí)過(guò)冷器之間，所述的流量調(diào)節(jié)閥(8)設(shè)在兩級(jí)過(guò)冷器與波紋管實(shí)驗(yàn)段之間，所述的背壓調(diào)節(jié)閥(19)設(shè)在波紋管實(shí)驗(yàn)段與汽化器(20)之間，所述的開(kāi)關(guān)閥(21)設(shè)在汽化器(20)與氣體流量計(jì)(22)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種絕熱波紋管內(nèi)低溫流體流動(dòng)阻力和溫度分布測(cè)試裝置，其特征在于，所述的兩級(jí)過(guò)冷器分為第一級(jí)過(guò)冷器和第二級(jí)過(guò)冷器，第一級(jí)過(guò)冷器由第一級(jí)盤(pán)管⑷置于敞口保溫不銹鋼罐⑶內(nèi)構(gòu)成；第二級(jí)過(guò)冷器由密閉的廣口杜瓦(5)、置于廣口杜瓦(5)內(nèi)的第二級(jí)盤(pán)管(6)，以及與廣口杜瓦(5)內(nèi)部連通的機(jī)械泵(7)組成了，所述的第一級(jí)盤(pán)管(4)與第二級(jí)盤(pán)管(6)順序串聯(lián)在金屬軟管上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種絕熱波紋管內(nèi)低溫流體流動(dòng)阻力和溫度分布測(cè)試裝置，其特征在于，所述的內(nèi)部填充芯體(15)用于模擬內(nèi)波紋管(11)內(nèi)插入物，所述的內(nèi)部填充芯體(15)通過(guò)聚四氟乙烯支撐固定于內(nèi)波紋管(11)管心。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種絕熱波紋管內(nèi)低溫流體流動(dòng)阻力和溫度分布測(cè)試裝置，其特征在于，所述的大直徑操作腔(9)通過(guò)卡箍(12)與外波紋管(13)連接，使得大直徑操作腔(9)內(nèi)部與內(nèi)波紋管(11)和外波紋管(13)之間形成的真空絕熱空腔相連通，所述的內(nèi)波紋管(11)的兩端與大直徑操作腔(9)內(nèi)的連接管通過(guò)卡套接頭(10)連接，大直徑操作腔(9)內(nèi)的連接管與金屬軟管連通， 在內(nèi)波紋管(11)和外波紋管(13)之間形成的真空絕熱空腔內(nèi)填充多層絕熱材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種絕熱波紋管內(nèi)低溫流體流動(dòng)阻力和溫度分布測(cè)試裝置，其特征在于，所述的充排氣管路與大直徑操作腔(9)內(nèi)部相連通，在充排氣管路上設(shè)有真空泵(25)與真空閥(24)，并在充排氣管路上設(shè)置充氣截止閥(23)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種絕熱波紋管內(nèi)低溫流體流動(dòng)阻力和溫度分布測(cè)試裝置，其特征在于，所述的溫度和壓力測(cè)量單元包括差壓變送器(16)、底部溫度傳感器(17)及頂部溫度傳感器(18)，所述的差壓變送器(16)的兩端與內(nèi)波紋管(11)的兩端連通，所述的底部溫度傳感器(17)等間隔均勻安裝在內(nèi)波紋管(11)的豎直方向的底部外表面，所述的頂部溫度傳感器(18)等間隔均勻安裝在內(nèi)波紋管(11)的豎直方向的頂部外表面； 所述的真空度測(cè)量單元包括與大直徑操作腔(9)內(nèi)部連接的真空規(guī)(14)和數(shù)顯真空計(jì)，通過(guò)真空規(guī)(14)和數(shù)顯真空計(jì)獲取內(nèi)波紋管(11)和外波紋管(13)之間形成的真空絕熱空腔的真空度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種絕熱波紋管內(nèi)低溫流體流動(dòng)阻力和溫度分布測(cè)試裝置，其特征在于，所述的差壓變送器(16)、底部溫度傳感器(17)、頂部溫度傳感器(18)均與數(shù)據(jù)采集卡(26)連接，該數(shù)據(jù)采集卡(26)與計(jì)算機(jī)(27)連接，計(jì)算機(jī)(27)根據(jù)由差壓變送器(16)、底部溫度傳感器(17)及頂部溫度傳感器(18)獲得的溫度、壓力數(shù)據(jù)，獲得絕熱波紋管內(nèi)低溫流體流動(dòng)阻力和溫度分布。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種絕熱波紋管內(nèi)低溫流體流動(dòng)阻力和溫度分布測(cè)試裝置，其特征在于，所述的波紋管實(shí)驗(yàn)段安放在支撐基座上，所述的支撐基座為兩段式可升降支架，包括底座(28)、中間可伸縮支架(29)及可拉伸鉸鏈(30)，所述的中間可伸縮支架(29)設(shè)在底座(28)的中部，所述的可拉伸鉸鏈(30)設(shè)有兩個(gè)，其一端連接在底座(28)的左端或右端，另一端同時(shí)與中間可伸縮支架(29)的頂端鉸接；通過(guò)調(diào)整可拉伸鉸鏈(30)的角度實(shí)現(xiàn)支撐基座彎角變形，用于不同傾角下絕熱波紋管內(nèi)低溫流體流動(dòng)阻力和溫度分布測(cè)試。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種絕熱波紋管內(nèi)低溫流體流動(dòng)阻力和溫度分布測(cè)試裝置，該測(cè)試裝置包括通過(guò)金屬軟管相連接的低溫自增壓儲(chǔ)罐、兩級(jí)過(guò)冷器、波紋管實(shí)驗(yàn)段、汽化器及氣體流量計(jì)，波紋管實(shí)驗(yàn)段與充排氣管路相連通，通過(guò)充排氣管路調(diào)整波紋管實(shí)驗(yàn)段內(nèi)真空度，在波紋管實(shí)驗(yàn)段內(nèi)設(shè)置有溫度和壓力測(cè)量單元以及真空度測(cè)量單元，通過(guò)波紋管實(shí)驗(yàn)段內(nèi)溫度、壓力與真空度數(shù)據(jù)獲得絕熱波紋管內(nèi)低溫流體流動(dòng)阻力和溫度分布。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，安全可靠，適用于在不同傾角下多種低溫流體絕熱波紋管內(nèi)的流動(dòng)及傳熱特性實(shí)驗(yàn)測(cè)量。
【IPC分類】G01D21-02, G01M10-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104697739
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510114654
【發(fā)明人】黃永華, 湯劍宏, 鐘子文, 李曉慈
【申請(qǐng)人】上海交通大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2015年3月16日