專利名稱：風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)冷凝水流量測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)冷凝水流量測(cè)量裝置涉及一種流量測(cè)量裝置，特別涉及一種用于板翅式換熱器翅片表面性能研究的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)冷凝水流量測(cè)量的裝置。
背景技術(shù)：
板翅式換熱器作為緊湊式換熱器的一種結(jié)構(gòu)形式，具有效率高、體積小、質(zhì)量輕、適應(yīng)性強(qiáng)等一系列優(yōu)點(diǎn)，從而成為了一種很有發(fā)展前景的換熱器。作為板翅式換熱器的核心部件，翅片起了二次傳熱面以及支撐作用，其表面特性決定了板翅式換熱器的傳熱與流動(dòng)阻力性能。翅片表面特性的研究以及新型翅片結(jié)構(gòu)的開(kāi)發(fā)均歸功于風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)，特別是蒸汽-空氣風(fēng)洞系統(tǒng)。 蒸汽-空氣風(fēng)洞系統(tǒng)有蒸汽冷凝水產(chǎn)生，其流量測(cè)量的準(zhǔn)確性直接影響到翅片表面特性數(shù)據(jù)的研究。風(fēng)洞系統(tǒng)排出的冷凝水實(shí)為蒸汽-水混合物(蒸汽為少量)，蒸汽的存在直接影響到冷凝水的測(cè)量。由于空氣量是多變的(在特定時(shí)間段內(nèi)一定)，因此冷凝水管基本上是非滿管的。傳統(tǒng)的電磁或超聲波流量計(jì)等大多要求管內(nèi)流體為滿管狀態(tài)或管速軸對(duì)稱分布，對(duì)于非滿管則需測(cè)量管內(nèi)流體的高度，但是這種方法僅適用于水平布管，而且誤差很大，若管布置在垂直方向，管內(nèi)流體的高度是無(wú)法測(cè)量的；另外，傳統(tǒng)的容積式流量計(jì)用在這里時(shí)由于液面波動(dòng)很大，并且含有蒸汽，無(wú)法做到在線實(shí)時(shí)測(cè)量。而基于容積式流量測(cè)量原理的冷凝水流量測(cè)量裝置給非滿管狀態(tài)下的汽液兩相流的液體流量測(cè)量帶來(lái)了便利。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中非滿管狀態(tài)下汽液兩相流的液體流量測(cè)量問(wèn)題，本發(fā)明旨在克服上述傳統(tǒng)流量計(jì)缺點(diǎn)，基于容積式流量測(cè)量基本原理，提供了一種風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)冷凝水流量測(cè)量裝置。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能緊湊；體積小，重量輕；制造成本低，維護(hù)簡(jiǎn)單；不需要專用的大型測(cè)量設(shè)備，現(xiàn)場(chǎng)安裝要求低，易于實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)測(cè)量。在風(fēng)洞試驗(yàn)系統(tǒng)中比傳統(tǒng)流量計(jì)具有很大的優(yōu)越性。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)冷凝水流量測(cè)量裝置，由穩(wěn)流器、儲(chǔ)液池和壓差傳感器組成，穩(wěn)流器插入儲(chǔ)液池中，壓差傳感器安裝于儲(chǔ)液池底部。所述穩(wěn)流器由導(dǎo)流管、中間法蘭、汽液分離管、液體均流管、均流板和測(cè)量管通過(guò)法蘭連接而成。中間法蘭位于導(dǎo)流管中部，與導(dǎo)流管通過(guò)焊接連接，起支撐作用，中間法蘭上開(kāi)有排氣孔，導(dǎo)流管與儲(chǔ)液池通過(guò)中間法蘭連接。汽液分離管為圓錐管，錐度為30-40°，汽液分離管側(cè)面開(kāi)均布孔，孔在軸向等間距排布，便于蒸汽溢出實(shí)現(xiàn)汽液分離。液體均流管為圓錐管，錐度為10-15°，收集汽液分離管流下之液體并匯聚。均流板圓周方向有凸臺(tái)，凸臺(tái)外表面為弧形，均流板凸臺(tái)與液體均流管內(nèi)表面搭接，均流板與液體均流管間有2-3mm間隙，避免形成液流死區(qū)。均流板在液體均流管內(nèi)等間距排布，板上通過(guò)特制模具沖壓開(kāi)孔，孔按等邊三角形分布，液體均勻流過(guò)板上圓孔。測(cè)量管同一周向開(kāi)設(shè)均布孔，孔在軸向等間距均布，液體均勻緩慢的流出測(cè)量管，確保儲(chǔ)液池內(nèi)液體波動(dòng)小，液面穩(wěn)定，壓差傳感器測(cè)量到數(shù)據(jù)也相對(duì)比較穩(wěn)定?？仔问綖閳A形、三角形或方形，其當(dāng)量直徑為6mm。所述穩(wěn)流器和儲(chǔ)液池的材質(zhì)為不銹鋼。所述流量測(cè)量裝置安裝時(shí)，穩(wěn)流器插入儲(chǔ)液池，測(cè)量管底部距儲(chǔ)液池底150mm，距儲(chǔ)液池底部IOOmm處安裝壓差傳感器，儲(chǔ)液池表面和導(dǎo)流管中間法蘭以上表面及中間法蘭表面涂滿保溫涂層，裹好保溫材料。本發(fā)明流量測(cè)量裝置在工作時(shí)豎直放置，汽液混合物通過(guò)導(dǎo)流管下降至汽液分離管，蒸汽通過(guò)汽液分離管上均布孔溢出至 儲(chǔ)液池，通過(guò)中間法蘭上孔排出，液體經(jīng)過(guò)汽液分離管降至液體均流管匯聚，同時(shí)在均流板中均勻流下至測(cè)量管，液體通過(guò)測(cè)量管上的均布孔緩慢流出至儲(chǔ)液池，儲(chǔ)液池內(nèi)液面比較穩(wěn)定，壓差傳感器在一個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)測(cè)量?jī)?chǔ)液池液位高度的變化而得出該段時(shí)間內(nèi)的液體流量。本流量測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能緊湊；體積小，重量輕；制造成本低，維護(hù)簡(jiǎn)單；不需要專用的大型測(cè)量設(shè)備，現(xiàn)場(chǎng)安裝要求低，易于實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)測(cè)量。在風(fēng)洞試驗(yàn)系統(tǒng)中比傳統(tǒng)流量計(jì)具有很大的優(yōu)越性。


圖I為本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)冷凝水流量測(cè)量裝置分解圖。圖3為儲(chǔ)液池結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為穩(wěn)流器結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為導(dǎo)流管及中間法蘭結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為汽液分離管結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為液體均流管及均流板結(jié)構(gòu)示意圖(包括剖面圖)。圖8為測(cè)量管結(jié)構(gòu)示意圖。圖9風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)冷凝水流量測(cè)量裝置工作原理示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明
參照附圖1-3，所述的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)冷凝水流量測(cè)量裝置，由穩(wěn)流器103、儲(chǔ)液池102和壓差傳感器101組成。參照附圖4，所述的穩(wěn)流器103由導(dǎo)流管305、中間法蘭306、汽液分離管304、液體均流管303、均流板302和測(cè)量管301通過(guò)法蘭連接而成。參照附圖5,中間法蘭306位于導(dǎo)流管305中部，與導(dǎo)流管305通過(guò)焊接連接，起支撐作用，中間法蘭306開(kāi)有排氣孔，導(dǎo)流管305與儲(chǔ)液池102通過(guò)中間法蘭306連接。參照附圖6，汽液分離管304為圓錐管，錐度為30-40°，汽液分離管304側(cè)面開(kāi)均布孔，孔在軸向等間距排布，間距為15-20mm，便于蒸汽溢出實(shí)現(xiàn)汽液分離。參照附圖7，液體均流管303為圓錐管，錐度為10-15°，收集汽液分離管流下之液體并匯聚。均流板302圓周方向有凸臺(tái)，凸臺(tái)外表面為弧形，均流板302凸臺(tái)與液體均流管303內(nèi)表面搭接，均流板302等間距排布，間距為15-20mm。均流板302與液體均流管303間有2-3mm間隙，避免形成液流死區(qū)。均流板302在液體均流管303內(nèi)等間距排布，板上通過(guò)特制模具沖壓開(kāi)孔，孔按等邊三角形分布，開(kāi)孔密度為7-8孔/100mm2，孔徑為5mm，液體均勻流過(guò)板上圓孔。參照附圖8，測(cè)量管301內(nèi)徑20mm，管長(zhǎng)600_700臟，同一周向均布6個(gè)孔，孔在軸向等間距均布，軸向孔間距為20mm，液體均勻緩慢的流出測(cè)量管301，確保儲(chǔ)液池內(nèi)液體波動(dòng)小，液面穩(wěn)定，壓差傳感器101測(cè)量到數(shù)據(jù)也相對(duì)比較穩(wěn)定。孔形式為圓形、三角形或方形，其當(dāng)量直徑為6mm。測(cè)量管301底部距儲(chǔ)液池102底150mm，儲(chǔ)液池102底設(shè)有排液口，距儲(chǔ)液池102底部IOOmm處安裝壓差傳感器101。參照附圖1-3，所述穩(wěn)流器103和儲(chǔ)液池102的材質(zhì)為不銹鋼。參照附圖I、圖3、附圖4，所述流量測(cè)量裝置安裝時(shí)，穩(wěn)流器103插入儲(chǔ)液池102，測(cè)量管301底部距儲(chǔ)液池102底150mm，距儲(chǔ)液池102底部IOOmm處安裝壓差傳感器101，儲(chǔ)液池102表面、導(dǎo)流管305在中間法蘭以上表面、中間法蘭306表面涂滿保溫涂層，裹好保溫材料，避免內(nèi)部蒸汽冷凝。。參照附圖9，本發(fā)明在工作時(shí)豎直放置，汽液混合物通過(guò)導(dǎo)流管下降至汽液分離管，蒸汽通過(guò)汽液分離管上均布孔溢出至儲(chǔ)液池，通過(guò)中間法蘭上孔排出，液體經(jīng)過(guò)汽液分離管降至液體均流管匯聚，同時(shí)在均流板中均勻流下至測(cè)量管，液體通過(guò)測(cè)量管上的均布孔緩慢流出至儲(chǔ)液池，儲(chǔ)液池內(nèi)液面比較穩(wěn)定，壓差傳感器在一個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)測(cè)量?jī)?chǔ)液池液位高度的變化而得出該段時(shí)間內(nèi)的液體流量。
雖然本發(fā)明通過(guò)具體實(shí)施例和附圖進(jìn)行了描述，但實(shí)施例和附圖并非用來(lái)限定本發(fā)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員可在本發(fā)明的精神范圍內(nèi)，做出各種變形和改進(jìn)，其同樣在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本申請(qǐng)的權(quán)利要求保護(hù)所界定的相同或等同的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種用于風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)冷凝水流量的測(cè)量裝置，由穩(wěn)流器、儲(chǔ)液池和壓差傳感器組成，其特征是，所述穩(wěn)流器由導(dǎo)流管、中間法蘭、汽液分離管、液體均流管、均流板和測(cè)量管通過(guò)法蘭連接組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)冷凝水流量測(cè)量裝置，其特征是，所述穩(wěn)流器、儲(chǔ)液池和均流板的材質(zhì)為不銹鋼。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)冷凝水流量測(cè)量裝置，其特征是，所述中間法蘭位于導(dǎo)流管中部，與導(dǎo)流管通過(guò)焊接連接，中間法蘭上開(kāi)有排氣孔，導(dǎo)流管與儲(chǔ)液池通過(guò)中間法蘭連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)冷凝水流量測(cè)量裝置，其特征是，所述汽液分離管為圓錐管，錐度為30-40°，汽液分離管側(cè)面開(kāi)均布孔，孔在軸向等間距排布。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)冷凝水流量測(cè)量裝置，其特征是，所述液體均流管為圓錐管，錐度為10-15°。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或5所述的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)冷凝水流量測(cè)量裝置，其特征是，所述液體均流板圓周方向有均布凸臺(tái)，凸臺(tái)外表面為弧形，均流板凸臺(tái)與液體均流管內(nèi)表面搭接，均流板沿軸向等間距排布。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或5所述的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)冷凝水流量測(cè)量裝置，其特征是，所述液體均流板上通過(guò)特制模具沖壓開(kāi)孔，開(kāi)孔密度為7-8孔/100mm2，孔三角形分布。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)冷凝水流量測(cè)量裝置，其特征是，所述測(cè)量管長(zhǎng)600-700mm，測(cè)量管同一周向開(kāi)設(shè)均布孔，孔在軸向等間距排布。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)冷凝水流量測(cè)量裝置，其特征是，所述測(cè)量管上孔形式為圓形、三角形或方形，其當(dāng)量直徑為6mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)冷凝水流量測(cè)量裝置，其特征是，安裝時(shí)穩(wěn)流器插入儲(chǔ)液池，測(cè)量管底部距儲(chǔ)液池底150mm，距儲(chǔ)液池底部IOOmm處安裝壓差傳感器，儲(chǔ)液池表面、導(dǎo)流管中間法蘭以上表面及中間法蘭表面涂滿保溫涂層，裹好保溫材料。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)冷凝水流量的測(cè)量裝置，由穩(wěn)流器、儲(chǔ)液池和壓差傳感器組成，其特征是，所述穩(wěn)流器由導(dǎo)流管、中間法蘭、汽液分離管、液體均流管、均流板和測(cè)量管通過(guò)法蘭連接組成。所述穩(wěn)流器、儲(chǔ)液池和均流板的材質(zhì)為不銹鋼。所述中間法蘭位于導(dǎo)流管中部，與導(dǎo)流管通過(guò)焊接連接，中間法蘭上開(kāi)有排氣孔，導(dǎo)流管與儲(chǔ)液池通過(guò)中間法蘭連接。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能緊湊；體積小，重量輕；制造成本低，維護(hù)簡(jiǎn)單；不需要專用的大型測(cè)量設(shè)備，現(xiàn)場(chǎng)安裝要求低，易于實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)測(cè)量。在風(fēng)洞試驗(yàn)系統(tǒng)中比傳統(tǒng)流量計(jì)具有很大的優(yōu)越性。
文檔編號(hào)G01F1/34GK102840885SQ20121034140
公開(kāi)日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月17日
發(fā)明者凌祥, 王東祥 申請(qǐng)人:南京工業(yè)大學(xué)