[发明专利]热管砂轮的换热效果评价装置与方法

权利要求书

1.一种热管砂轮的换热效果评价装置，用于评价热管砂轮的换热效果，其特征在于：该装置主要由热管砂轮、模拟磨削弧区加热台、加热电源、测温热电偶以及冷却装置组成，所述模拟磨削弧区加热台包括支座、支撑台以及安装在支撑台上的导热组件，所述导热组件通过铜电极与所述加热电源相连接，所述铜电极固定安装在支撑台上，且导热组件上连接有所述测温热电偶，同时导热组件的底面与侧面隔热设置；所述热管砂轮的外圆面为光滑面；所述冷却装置用来对热管砂轮的冷端进行冷却。

2.根据权利要求1所述热管砂轮的换热效果评价装置，其特征在于：所述热管砂轮的外圆面为光滑面，表面粗糙度Ra小于1.6μm，热管砂轮的直径范围在Φ200mm～Φ400mm，砂轮外圆面宽10mm～27mm。

3.根据权利要求1所述热管砂轮的换热效果评价装置，其特征在于：所述支座包括底板以及分别固定安装在底板两端的两支柱，该两支柱相对地开设一组纵向滑槽，并于每一个滑槽内安置一块导向滑块；所述支撑台包括胶木块，所述胶木块的两端分别与两纵向滑槽内的导向滑块固定连接，且胶木块的上端面开设有凹槽，所述导热组件安装固定在凹槽内，且导热组件与胶木块的纵轴线同轴设置，而铜电极分设在导热组件的两侧，同时，铜电极以及导热组件两者的上端面连线处于同一水平线。

4.根据权利要求3所述热管砂轮的换热效果评价装置，其特征在于：所述导热组件底面和侧面充填有莫来石；所述胶木块的底面与支座的底板之间设置有弹簧片。

5.根据权利要求3所述热管砂轮的换热效果评价装置，其特征在于：所述导热组件包括紫铜块以及压设在紫铜块与莫来石之间的Ni-Cr合金片，所述Ni-Cr合金片的两端分别压设在铜电极下，所述紫铜块覆盖在Ni-Cr合金片上，且紫铜块的上表面为圆弧面，粗糙度Ra小于1.6μm，该圆弧面曲率半径与热管砂轮外圆面的曲率半径一致，且两面通过研磨后能够实现贴合。

6.根据权利要求5所述热管砂轮的换热效果评价装置，其特征在于：所述Ni-Cr合金片与紫铜块之间还铺设有一层金刚石微粉，厚度0.1mm～0.2mm。

7.根据权利要求1所述热管砂轮的换热效果评价装置，其特征在于：所述测温热电偶的测量点穿过导热组件两侧面莫来石上所开设的通孔后与紫铜块的两侧面相触，测量点设置在热管砂轮外圆面与紫铜块接触区域，且在紫铜块圆弧面的最低处位置。

8.根据权利要求1所述热管砂轮的换热效果评价装置，其特征在于：所述加热电源采用直流电源，功率0～25KW，通过所述模拟磨削弧区加热台能够向热管砂轮外圆面与紫铜块接触区域提供0～60W/mm²的热流密度。

9.根据权利要求1所述热管砂轮的换热效果评价装置，其特征在于：所述冷却装置包括冷风发生装置以及冷风管，冷风管喷嘴出口面向热管砂轮的冷端表面，位置在热管砂轮外圆面与紫铜块接触区域的上方。

10.一种采用权利要求1所述热管砂轮的换热效果评价装置进行评价热管砂轮换热效果的方法，其特征在于：包括以下步骤：首先，把模拟磨削弧区加热台固定在磨床工作台上，通过位置调节后将旋转的热管砂轮外圆面与模拟磨削弧区加热台中导热组件里的紫铜块圆弧面进行贴合；其次，使用冷却装置对热管砂轮的冷端表面进行冷却；然后，加热导热组件，并由加热电源加载的功率控制热管砂轮外圆面与紫铜块接触区域的热流密度q，同时通过测温热电偶获得上述接触区域处于稳态时的温度T；最后，得到热管砂轮外圆面与紫铜块接触区域在不同热流密度q下与测温热电偶测得上述接触区域在处于稳态时的温度T之间的q-T曲线。