微結構表面垂直降液膜流動及蒸發換熱性能測試裝置製造方法
2023-09-21 04:52:40
微結構表面垂直降液膜流動及蒸發換熱性能測試裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種微結構表面垂直降液膜流動及蒸發換熱性能測試裝置，是由工質流動系統、加熱系統、調平系統和溫度測量系統組成，所述工質經由進水箱上部引流板均勻的流動到安裝在熱水箱凹槽內的工件表面，經加熱蒸發後由量筒收集，用於測量一定時間內的蒸發量；所述加熱系統，熱水箱左右兩側各有一個進、出水（油）孔，熱水（油）由下孔進、上孔出，保證加熱效果顯著；所述調平系統能保證進水箱內工質均勻的流向測試工件表面；所述觀察測量系統能實時採集進水箱內工質及工件表面的溫度，並進行保存處理。應用高速攝像機觀測被測工件表面的液膜流動狀態。
【專利說明】微結構表面垂直降液膜流動及蒸發換熱性能測試裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及蒸發換熱基礎研究測試設備，特別涉及一種微結構表面垂直降液膜流動及蒸發換熱性能測試裝置，屬於分析與測量控制【技術領域】。
【背景技術】
[0002]液膜蒸發換熱技術作為一種高效換熱技術，具有小流量、小溫差、傳熱傳質係數高、結構簡單且動力消耗小等獨特優點，在傳統工業領域及高新【技術領域】中的高熱流密度下換熱強化方面受到了突出關注。研究表明，影響液膜蒸發熱質交換的主要因素是液膜的流動形態和液膜的厚度。合適的特種表面結構，可使液膜流動穩定，均勻的潤溼傳熱表面，防止因液薄破裂使傳熱表面出現幹斑或幹區。開開高性能的實驗設備，是研究微結構表面蒸發換熱性能的關鍵。本發明提出了一種可研究垂直降液膜流動及蒸發換熱性能的測試設備，價格低廉、功能實用。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種微結構表面垂直降液膜流動及蒸發換熱性能測試裝置，該裝置通過精確測量微結構表面的液膜流動狀態及其蒸發換熱係數，改進微結構表面的形態及尺寸。
[0004]本發明是由工質流動系統、加熱系統、調平系統和溫度測量系統組成；
[0005]所述的調平系統是由調平底座和調平板構成，調平板通過螺栓杆和螺栓帽固定在調平底座上，調平底座放在實驗平臺上，通過旋轉螺帽以改變調平板的水平度來達到保證工質能以出口的寬度同時流向引流板。
[0006]所述的工質流動系統是由蠕動泵、水槽、進水箱、進水箱蓋、引流板、引流板蓋、集液漏鬥和量筒組成，進水箱安裝在調平板上，蠕動泵設置在實驗平臺上，水槽通過管路與蠕動泵進水口連通，蠕動泵的出水口與進水箱底部的進水孔通過管路連通，進水箱的頂部內側具有凹槽，引流板的後端面插設在凹槽中，引流板的後端面與凹槽過盈配合，引流板具有引流斜面，引流板上蓋有引流板蓋，引流斜面與引流板蓋之間形成有流道，進水箱具有進水箱蓋，進水箱與引流板之間形成有引流口，引流口與引流斜面和引流板蓋之間的流道連通，溫度傳感器從上插入在進水箱中，溫度傳感器與數據採集儀連接，引流板的引流斜面底部通過集液漏鬥支架設置有集液漏鬥，集液漏鬥的底部設置有量筒；工質從水槽內通過蠕動泵被泵至進水箱內，當工質在進水箱內達到引流口的高度後，工質沿引流斜面和引流板蓋之間的流道流下，經具有微結構表面的物體加熱蒸發後由集液漏鬥收集進入量筒，完成工質的流動。
[0007]所述的加熱系統是由恆溫槽和熱水箱組成，恆溫槽設置在實驗平臺上，熱水箱安裝在調平板上，熱水箱位於引流板下方，熱水箱的前端面具有凹槽面，該凹槽面用於貼設具有微結構表面的物體，熱水箱對具有微結構表面的物體進行加熱，具有微結構表面的物體就是被測物體；熱水箱的兩側分別設置有熱水箱出水孔和熱水箱進水孔，熱水箱的熱水箱出水孔和熱水箱進水孔通過管路和泵與恆溫槽連通，恆溫槽將熱水或油通過熱水箱上面的熱水箱進水孔泵至熱水箱內，然後從熱水箱上的熱水箱出水孔流回恆溫槽，完成熱水或油的循環。熱水或油在熱水箱內下進上出，保證加熱徹底、均衡。
[0008]所述的觀察測量系統系統是由三隻溫度傳感器、數據採集儀和高速攝像機構成，二隻溫度傳感器與數據採集儀連接，其中一隻溫度傳感器從上插入在進水箱中，另一隻溫度傳感器從熱水箱側邊的測溫孔插入到具有微結構表面的物體表面，二隻溫度傳感器分別測量工質蒸發前和蒸發時的的溫度，測量到的數據被數據採集儀保存處理；高速攝像機由攝像機支架設置在被測的具有微結構表面的物體正前方，觀察和記錄布膜及液膜流動的波動。
[0009]本發明的有益效果:
[0010]本發明提供了一種新型的微結構表面垂直降液膜流動及蒸發換熱性能測試裝置，解決了沒有微結構表面垂直降液膜流動及蒸發換熱性能測試裝置的問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是本發明的立體示意圖。
[0012]圖2是本發明的俯視圖。
[0013]圖3是本發明的工質流動系統立體示意圖。
[0014]圖4是本發明的調平系統立體示意圖。
[0015]圖5是本發明的熱水箱結構示意圖
[0016]圖6是本發明的水箱結構示意圖。
[0017]圖中:1 一調平底座；2—調平板；3 —螺紋杆；4一螺紋帽；5—熱水箱；6—水箱；
7一水箱蓋；8 —引流板；9一引流板蓋；10—具有微結構表面的物體；11 一熱水箱蓋；12—螺動泵；13—實驗平臺；14一恆溫槽；15—集液漏鬥；16—集液漏鬥支架；17 —固定螺釘；18一量筒；19一水槽；20—數據米集儀；21—攝像機支架；22—聞速攝像機；23—測溫孔；25—凹槽；27—溫度傳感器；28凹槽；29—進水孔；30—熱水箱出水孔；31—熱水箱進水孔。
【具體實施方式】:
[0018]請參閱圖1和圖2所示，本發明是由工質流動系統、加熱系統、調平系統和溫度測量系統組成；
[0019]配合圖4所示，所述的調平系統是由調平底座I和調平板2構成，調平板2通過螺栓杆3和螺栓帽4固定在調平底座I上，調平底座I放在實驗平臺13上，通過旋轉螺帽4以改變調平板2的水平度來達到保證工質能以出口的寬度同時流向引流板8 ;
[0020]配合圖3和圖6所示，所述的工質流動系統是由蠕動泵12、水槽19、進水箱6、進水箱蓋7、引流板8、引流板蓋9、集液漏鬥15和量筒18組成，進水箱6安裝在調平板2上，蠕動泵12設置在實驗平臺13上，水槽19通過管路與蠕動泵12進水口連通，蠕動泵12的出水口與進水箱6底部的進水孔29通過管路連通，進水箱6的頂部內側具有凹槽28，引流板8的後端面插設在凹槽28中，引流板8的後端面與凹槽28過盈配合，引流板8具有引流斜面81，引流板8上蓋有引流板蓋9，引流斜面81與引流板蓋9之間形成有流道，進水箱6具有進水箱蓋7，進水箱6與引流板8之間形成有引流口 62，引流口 62與引流斜面81和引流板蓋9之間的流道連通，溫度傳感器27從上插入在進水箱6中，溫度傳感器27與數據採集儀20連接，引流板8的引流斜面81底部通過集液漏鬥支架16設置有集液漏鬥15，集液漏鬥15的底部設置有量筒18 ;工質從水槽19內通過蠕動泵12被泵至進水箱6內，當工質在進水箱6內達到引流口 62的高度後，工質沿引流斜面81和引流板蓋9之間的流道流下，經具有微結構表面的物體10加熱蒸發後由集液漏鬥15收集進入量筒18，完成工質的流動。
[0021]配合圖5所示，所述的加熱系統是由恆溫槽14和熱水箱5組成，恆溫槽14設置在實驗平臺13上，熱水箱5安裝在調平板2上，熱水箱5位於引流板8下方，熱水箱5的前端面具有凹槽面25，該凹槽面25用於貼設具有微結構表面的物體10，熱水箱5對具有微結構表面的物體10進行加熱，具有微結構表面的物體10就是被測物體；熱水箱5的兩側分別設置有熱水箱出水孔30和熱水箱進水孔31，熱水箱5的熱水箱出水孔30和熱水箱進水孔31通過管路和泵與恆溫槽14連通，恆溫槽14將熱水或油通過熱水箱5上面的熱水箱進水孔31泵至熱水箱5內，然後從熱水箱5上的熱水箱出水孔30流回恆溫槽14，完成熱水或油的循環。熱水或油在熱水箱5內下進上出，保證加熱徹底、均衡。
[0022]所述的觀察測量系統系統是由三隻溫度傳感器27、數據採集儀20和高速攝像機22構成，二隻溫度傳感器27與數據採集儀20連接，其中一隻溫度傳感器27從上插入在進水箱6中，另一隻溫度傳感器27從熱水箱5側邊的測溫孔23插入到具有微結構表面的物體10表面，二隻溫度傳感器27分別測量工質蒸發前和蒸發時的的溫度，測量到的數據被數據採集儀20保存處理；高速攝像機22由攝像機支架21設置在被測的具有微結構表面的物體10正前方，觀察和記錄布膜及液膜流動的波動。
【權利要求】
1.一種微結構表面垂直降液膜流動及蒸發換熱性能測試裝置，特徵在於:是由工質流動系統、加熱系統、調平系統和溫度測量系統組成； 所述的調平系統是由調平底座(I)和調平板(2)構成，調平板(2)通過螺栓杆(3)和螺栓帽(4)固定在調平底座(I)上，調平底座(I)放在實驗平臺(13)上； 所述的工質流動系統是由蠕動泵(12)、水槽(19)、進水箱(6)、進水箱蓋(7)、引流板(8)、引流板蓋(9)、集液漏鬥(15)和量筒(18)組成，進水箱(6)安裝在調平板(2)上，蠕動泵(12)設置在實驗平臺(13)上，水槽(19)通過管路與蠕動泵(12)進水口連通，蠕動泵(12)的出水口與進水箱(6)底部的進水孔(29)通過管路連通，進水箱(6)的頂部內側具有凹槽(28)，引流板(8)的後端面插設在凹槽(28)中，引流板(8)的後端面與凹槽(28)過盈配合，引流板(8)具有引流斜面(81)，引流板(8)上蓋有引流板蓋(9)，引流斜面(81)與引流板蓋(9)之間形成有流道，進水箱(6)具有進水箱蓋(7)，進水箱(6)與引流板(8)之間形成有引流口(62)，引流口(62)與引流斜面(81)和引流板蓋(9)之間的流道連通，溫度傳感器(27)從上插入在進水箱(6)中，溫度傳感器(27)與數據採集儀(20)連接，引流板(8)的引流斜面(81)底部通過集液漏鬥支架16設置有集液漏鬥(15)，集液漏鬥(15)的底部設置有量筒(18);工質從水槽(19)內通過蠕動泵(12)被泵至進水箱(6)內，當工質在進水箱(6)內達到引流口(62)的高度後，工質沿引流斜面(81)和引流板蓋(9)之間的流道流下，經具有微結構表面的物體(10)加熱蒸發後由集液漏鬥(15)收集進入量筒(18)，完成工質的流動； 所述的加熱系統是由恆溫槽(14)和熱水箱(5)組成，恆溫槽(14)設置在實驗平臺(13)上，熱水箱(5)安裝在調平板2上，熱水箱(5)位於引流板(8)下方，熱水箱(5)的前端面具有凹槽面(25)，該凹槽面(25)用於貼設具有微結構表面的物體(10)，熱水箱(5)對具有微結構表面的物體(10)進行加熱，具有微結構表面的物體(10)就是被測物體；熱水箱(5)的兩側分別設置有熱水箱出水孔(30)和熱水箱進水孔(31)，熱水箱(5)的熱水箱出水孔(30)和熱水箱進水孔(31)通過管路和泵與恆溫槽(14)連通，恆溫槽(14)將熱水或油通過熱水箱(5)上面的熱水箱進水孔(31)泵至熱水箱(5)內，然後從熱水箱(5)上的熱水箱出水孔(30)流回恆溫槽(14)，完成熱水或油的循環； 所述的觀察測量系統系統是由三隻溫度傳感器(27)、數據採集儀(20)和高速攝像機(22)構成，二隻溫度傳感器(27)與數據採集儀(20)連接，其中一隻溫度傳感器(27)從上插入在進水箱(6)中，另一隻溫度傳感器(27)從熱水箱(5)側邊的測溫孔(23)插入到具有微結構表面的物體(10)表面，二隻溫度傳感器(27)分別測量工質蒸發前和蒸發時的的溫度，測量到的數據被數據採集儀(20)保存處理；高速攝像機(22)由攝像機支架(21)設置在被測的具有微結構表面的物體(10)正前方，觀察和記錄布膜及液膜流動的波動。
【文檔編號】G01N25/20GK103616316SQ201310659306
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年12月9日 優先權日:2013年12月9日
【發明者】張成春, 王現寶, 李雪麗, 康芷銘, 章甘 申請人:吉林大學