研究低温流体流动沸腾传热特性与压降特性的试验系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102435632A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102435632A(43)申请公布日2012.05.02(21)申请号201110271123.5(22)申请日2011.09.14(71)申请人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号(72)发明人石玉美陈东升于忠杰(74)专利代理机构上海汉声知识产权代理有限公司31236代理人郭国中(51)Int.Cl.G01N25/20(2006.01)G01N33/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称研究低温流体流动沸腾传热特性与压降特性的试验系统(57)摘要研究低温流体流动沸腾传热特性与压降特性的试验系统，属于低温工程与低温技术领域。包括低温自增压储罐、氮气钢瓶、液氮钢瓶、广口杜瓦、冷却盘管、电加热设备、待测换热设备、试验真空杜瓦、温度传感器、压力传感器、压差传感器、汽化器、气体流量计。本发明采用低温自增压储罐的增压装置，在一定压力下输出低温流体，简化了试验系统；待测换热设备置于试验真空杜瓦中，从而减少试验中的漏热，且试验真空杜瓦上布置有真空阀，可连接外部高压氮气，在必要时可对试验真空杜瓦内部进行吹扫，提高系统安全性。该系统占地面积少、投资小、控制简单、操作灵活、安全可靠、可适用于多种低温流体，包括易燃易爆的低温流体。CN1024356ACCNN110243563202435637A权利要求书1/1页1.一种研究低温流体流动沸腾传热特性与压降特性的试验系统，包括低温自增压储罐（1）、氮气钢瓶（2）、液氮钢瓶（3）、压力调节阀（4）、氮气阀（5）、广口杜瓦（6）、液氮阀（7）、电加热设备（8）、待测换热设备（9）、试验真空杜瓦（10）、壁面温度传感器（11）、进出口压差传感器（12）、进口压力传感器（13）、进出口温度传感器（14）、真空规管（15）、真空阀（16）、抽空阀（17）、真空泵（18）、流量调节阀（19）、汽化器（20）、放空阀（21）、开关阀（22）、气体流量计（23）和冷却盘管（24），其特征在于冷却盘管（24）置于广口杜瓦（6）中；真空泵（18）通过抽空阀（17）与试验真空杜瓦（10）连接；电加热设备（8）、待测换热设备（9）均置于试验真空杜瓦（10）内；真空规管（15）、真空阀（16）和抽空阀（17）均安装在试验真空杜瓦（10）上；低温自增压储罐（1）的出口通过压力调节阀（4）与冷却盘管（24）的入口连接，冷却盘管（24）的出口与待测换热设备（9）的入口连接，待测换热设备（9）的出口通过流量调节阀（19）与汽化器（20）的入口连接，汽化器（20）的出口分别通过放空阀（21）和开关阀（22），与后处理设备或大气相通；气体流量计（23）安装在开关阀（22）的出口管道上；氮气钢瓶（2）通过氮气阀（5）也与冷却盘管（24）的入口连接；液氮钢瓶（3）通过液氮阀（7）与广口杜瓦（6）相通；电加热设备（8）与外部直流电源电连接；壁面温度传感器（11）和进出口温度传感器（14），分别安装于待测换热设备（9）的壁面和进、出口处；进出口压差传感器（12）、进口压力传感器（13）则分别安装于待测换热设备（9）的进、出口处。2.根据权利要求1所述的研究低温流体流动沸腾传热特性与压降特性的试验系统，其特征是所述的待测换热设备（9）为独立的换热管、强化换热管，或是平板式换热器、套管式换热器。2CCNN110243563202435637A说明书1/4页研究低温流体流动沸腾传热特性与压降特性的试验系统[0001]技术领域：本发明涉及一种研究低温流体流动沸腾传热特性与压降特性的试验系统，特别是一种测试饱和温度在77K以上的各类低温流体，包括易燃易爆的低温流体的流动沸腾传热特性与压降特性的试验系统，属于低温工程与低温技术领域。[0002]背景技术：有关低温流体流动沸腾传热特性和压降特性的研究是低温领域最重要的基础研究之一，了解低温流体的流动沸腾传热特性和压降特性，对指导相关的低温流体换热器，如汽化器、蒸发器的优化设计非常重要。[0003]研究低温流体在某一特定待测换热设备中的流动沸腾传热和压降特性时，需要实现低温流体在该种待测换热设备中的流动沸腾，即低温流体以饱和或过冷状态进入待测换热设备，并在其中受热、蒸发。在此过程中，需要对低温流体的进口压力、流量和待测换热设备的加热功率等参数在较大范围内进行准确调节；根据需要可方便地更换待测换热设备，以便降低试验成本。以往对低温流体流动沸腾传热和压降的研究多集中于液氮、液氦等安全性高的低温流体上，对易燃、易爆的低温流体，如液氧、液体甲烷、液化天然气较少，相关的试验系统多采用低温泵或高压氮气作为动力源，系统整体集成度高，预冷器、流量计等装置多与特定待测换热设