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CN111103320A - 一种换热测系数装置 - Google Patents

一种换热测系数装置 Download PDF

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邓斌
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Abstract

本发明公开了一种换热测系数装置，包括保温棉套、铝扁管以及套在铝扁管外侧的套管，保温棉套套在套管的外侧，保温棉套内壁与套管外壁贴合，铝扁管的两端开口，以分别形成制冷剂进口和制冷剂出口，套管的内壁和铝扁管的外壁之间留有空隙，以形成导热水通道。铝扁管内通入冷媒，导热水通道内通入水，冷媒能够直接通过铝扁管与导热水通道内的水进行热交换，而不需要其他额外的导热部件，消除了很大一部分干扰因素，根据铝扁管内和导热水通道内各个参数点的温度状态，能够计算出换热量、冷媒流动阻力和换热系数，对整个铝扁管的换热过程能够进行辅助测试。保温棉套有效减少了套管外侧空气对导热水通道内水热量交换的影响。

Description

一种换热测系数装置
【技术领域】
本发明涉及一种换热测系数装置，属于铝扁管领域。
【背景技术】
目前铝扁管换热性能最有效表征方法是测试铝扁管的换热系数和内部制冷剂流动阻力。表征方法把铝扁管和翅片一起加工做成换热器，在换热器实验室中做整体测试。此方法只能测量换热量和制冷剂流动阻力，因除铝扁管外，还有铝翅片，干扰因素较多，无法测量铝扁管换热系数。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足而提供一种能够对铝扁管换热性能更为有效测量的换热测系数装置。
解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种换热测系数装置，包括保温棉套、铝扁管以及套在铝扁管外侧的套管，保温棉套套在套管的外侧，保温棉套内壁与套管外壁贴合，铝扁管的两端开口，以分别形成制冷剂进口和制冷剂出口，套管的内壁和铝扁管的外壁之间留有空隙，以形成导热水通道，铝扁管内设置有多个隔板，以将铝扁管内部分隔为多个通道。
本发明的有益效果为：
铝扁管内通入冷媒，导热水通道内通入水，冷媒能够直接通过铝扁管与导热水通道内的水进行热交换，而不需要其他额外的导热部件，消除了很大一部分干扰因素，根据铝扁管内和导热水通道内各个参数点的温度状态，能够计算出换热量、冷媒流动阻力和换热系数，对整个铝扁管的换热过程能够进行辅助测试。保温棉套有效减少了套管外侧空气对导热水通道内水热量交换的影响，减少了测试误差。
本发明所述导热水通道的两端密封，套管的外壁上设置有进水管和出水管，进水管和出水管均与导热水通道连通。
本发明所述铝扁管的两端通过保温棉套的端孔延伸至保温棉套外，进水管和出水管均穿过保温棉套侧壁延伸至保温棉套外。
本发明所述制冷剂进口和进水管均位于保温棉套的左端旁，制冷剂出口和出水管均位于保温棉套的右端旁。
本发明所述套管和铝扁管均为扁圆形管，套管和铝扁管的中轴面重合。
本发明所述扁圆形管包括第一平板、第二平板、第一弧形板和第二弧形板，第一平板和第二平板相互平行且相对设置，第一平板和第二平板之间留有空隙，第一弧形板的开口和第二弧形板的开口均朝向第一平板和第二平板之间空隙，第一弧形板的两侧边缘分别与第一平板的顶部边缘和第二平板的顶部边缘固定，第二弧形板的两侧边缘分别与第一平板的底部边缘和第二平板的底部边缘固定。
本发明所述第一弧形板的任一横截面形状和第二弧形板的任一横截面形状均为半圆弧，第一弧形板横截面直径为定值，第二弧形板横截面直径为定值，第一弧形板的中轴面与第二弧形板的中轴面重合。
本发明所述制冷剂进管的端孔与制冷剂进口连通，制冷剂进管的端壁与制冷剂进口的边缘侧壁焊接固定，制冷剂出管的端孔与制冷剂出口连通，制冷剂出管的端壁与制冷剂出口的边缘侧壁焊接固定。
本发明的其他特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。
【附图说明】
下面结合附图对本发明做进一步的说明：
图1为本发明实施例的换热测系数装置主视结构示意图；
图2为图1中A-A向剖面结构示意图。
【具体实施方式】
下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。
在下文描述中，出现诸如术语“内”、“外”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或者位置关系仅是为了方便描述实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例：
参见图1-2，本实施例提供的是一种换热测系数装置，包括保温棉套1、铝扁管2以及套管3。
铝扁管2的两端开口，以分别形成制冷剂进口21和制冷剂出口22。制冷剂进口21在铝扁管2的左端，制冷剂出口22在铝扁管2的右端。
制冷剂进管的端孔与制冷剂进口21连通，制冷剂出管的端孔与制冷剂出口22连通，制冷剂进管通过制冷剂进口21向铝扁管2内输送冷媒，冷媒从制冷剂出口22流出至制冷剂出管。
优选的，制冷剂进管的端壁与制冷剂进口21的边缘侧壁焊接固定，制冷剂出管的端壁与制冷剂出口22的边缘侧壁焊接固定，以保证制冷剂进口21和制冷剂出口22处的密封性。
套管3套在铝扁管2外侧，套管3的内壁和铝扁管2的外壁之间留有空隙，以形成导热水通道4。导热水通道4内流动有水，以和铝扁管2内的冷媒进行热交换。
保温棉套1套在套管3的外侧，保温棉套1内壁与套管3外壁贴合，保温棉套1有效对套管3进行隔热，有效减少套管3外壁外侧环境和导热水通道4内水之间的热交换，有效减少了无关变量对铝扁管2热性能研究的影响。
通过对导热水通道4内各个点的温度测量以及套管3内各个点的温度测量，能够较为精确地计算出通过铝扁管2实现的换热量、铝扁管2内冷媒流动阻力和铝扁管2的换热系数，从而对铝扁管2的换热性能有较为全面和精确的评估。
导热水通道4的两端密封，套管3的外壁上设置有进水管31和出水管32，进水管31和出水管32均与导热水通道4连通。进水管31位于套管3左端旁的外侧壁，出水管32位于套管3右端旁的外侧壁，进水管31向导热水通道4内输水从而从出水管32处流出，使水尽可能从导热水通道4的左端流到右端。导热水通道4端部的面积较小，采用从套管3侧壁处进出水水的流量可以更大。
铝扁管2的两端通过保温棉套1的端孔延伸至保温棉套1外，进水管31和出水管32均穿过保温棉套1侧壁延伸至保温棉套1外，采用该方式使得制冷剂进管和进水管31尽可能分开，制冷剂出管和出水管32尽可能分开，以减小换热测系数装置外侧制冷剂管路和水管路之间的干涉。
本实施例中制冷剂进口21和进水管31均位于保温棉套1的左端旁，制冷剂出口22和出水管32均位于保温棉套1的右端旁。因此冷媒和水在通过铝扁管2换热过程中均是从左侧流向右侧，流向保持一致，简化后续铝扁管2的换热性能计算难度。
本实施例中套管3和铝扁管2均为扁圆形管，套管3和铝扁管2的中轴面重合，从而使导热水通道4内的水流速更为稳定，能够与铝扁管2充分接触，减小测试过程中因为水流速不稳定造成换热系数偏差。
具体的，扁圆形管包括第一平板、第二平板、第一弧形板和第二弧形板。第一平板和第二平板相互平行且相对设置，第一平板和第二平板均竖直设置，第一平板和第二平板之间留有空隙，第一弧形板的开口和第二弧形板的开口均朝向第一平板和第二平板之间空隙，第一弧形板位于第一平板和第二平板的上方，第二弧形板位于第一平板和第二平板的下方，第一弧形板的两侧边缘分别与第一平板的顶部边缘和第二平板的顶部边缘固定，第二弧形板的两侧边缘分别与第一平板的底部边缘和第二平板的底部边缘固定。
第一弧形板的任一横截面形状和第二弧形板的任一横截面形状均为半圆弧，第一弧形板任意一个横截面直径均为定值R1，第二弧形板任意一个横截面直径均为定值R2，第一弧形板的中轴面与第二弧形板的中轴面重合，该中轴面即为扁圆形管的中轴面。
考虑到简化后续计算过程，R1＝R2。
本实施例中铝扁管2中还设置有多个隔板，从而将铝扁管2内部分隔为多个微通道。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (8)

1.一种换热测系数装置，其特征在于，包括保温棉套、铝扁管以及套在铝扁管外侧的套管，保温棉套套在套管的外侧，保温棉套内壁与套管外壁贴合，铝扁管的两端开口，以分别形成制冷剂进口和制冷剂出口，套管的内壁和铝扁管的外壁之间留有空隙，以形成导热水通道，铝扁管内设置有多个隔板，以将铝扁管内部分隔为多个通道。
2.根据权利要求1所述的换热测系数装置，其特征在于，所述导热水通道的两端密封，套管的外壁上设置有进水管和出水管，进水管和出水管均与导热水通道连通。
3.根据权利要求2所述的换热测系数装置，其特征在于，所述铝扁管的两端通过保温棉套的端孔延伸至保温棉套外，进水管和出水管均穿过保温棉套侧壁延伸至保温棉套外。
4.根据权利要求3所述的换热测系数装置，其特征在于，所述制冷剂进口和进水管均位于保温棉套的左端旁，制冷剂出口和出水管均位于保温棉套的右端旁。
5.根据权利要求1所述的换热测系数装置，其特征在于，所述套管和铝扁管均为扁圆形管，套管和铝扁管的中轴面重合。
6.根据权利要求5所述的换热测系数装置，其特征在于，所述扁圆形管包括第一平板、第二平板、第一弧形板和第二弧形板，第一平板和第二平板相互平行且相对设置，第一平板和第二平板之间留有空隙，第一弧形板的开口和第二弧形板的开口均朝向第一平板和第二平板之间空隙，第一弧形板的两侧边缘分别与第一平板的顶部边缘和第二平板的顶部边缘固定，第二弧形板的两侧边缘分别与第一平板的底部边缘和第二平板的底部边缘固定。
7.根据权利要求6所述的换热测系数装置，其特征在于，所述第一弧形板的任一横截面形状和第二弧形板的任一横截面形状均为半圆弧，第一弧形板横截面直径为定值，第二弧形板横截面直径为定值，第一弧形板的中轴面与第二弧形板的中轴面重合。
8.根据权利要求1所述的换热测系数装置，其特征在于，所述制冷剂进管的端孔与制冷剂进口连通，制冷剂进管的端壁与制冷剂进口的边缘侧壁焊接固定，制冷剂出管的端孔与制冷剂出口连通，制冷剂出管的端壁与制冷剂出口的边缘侧壁焊接固定。
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