[发明专利]一种换热面涂层传热性能测试系统

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种换热面涂层传热性能测试系统，属于工业产品传热性能测试领域。

背景技术

换热器是工业生产中必不可少的大型工业设备之一，换热器用材选型依据国家和行业相关标准。随着表面改性技术的不断发展和创新，研究人员通过在换热面上制备不同类型涂层来实现强化传热，在工业上已得到应用。对于换热器设计人员而言，新型强化传热涂层和结构将提高换热器传热系数，增强传热效果。但现有的设计标准中并未对强化传热涂层对换热器传热系数的影响进行明确界定，多以经验参数的形式供设计人员参考，或需要进行传热性能测试获得相关数据方可进行校核，致使换热器换热效率设计值与实际值存在一定的偏差。

另外，由于换热器结构较多且复杂，虽然可以通过小型换热装置进行传热性能测试，获得新型强化传热涂层的传热系数和传热性能，但其实验条件受到其他因素限制和影响，并不能完全得到所需结果或正常开展性能测试。例如采用磁控溅射技术、离子注入技术制备的强化传热涂层，由于受涂层制备工艺的限制，大面积制备涂层将增加传热性能测试的成本，并且非平板换热面也限制了这些涂层的传热性能测试。

因此，对于各类表面改性技术所制备涂层的传热性能，有必要开发一种具有广泛适用性、高性价比的传热性能测试装置。

发明内容

为了克服现有其他传热性能测试装置存在的缺点与不足，本发明的目的在于提供一种换热面涂层传热性能测试系统。

本发明便于测试不同涂层的热流密度曲线，具有操作简单，更换简便，测试精确稳定性好的特点。

本发明采用如下技术方案：一种换热面涂层传热性能测试系统，包括沸腾池，所述沸腾池连接有冷凝器，所述沸腾池包括壳体，所述壳体上端连接有上盖板，所述壳体下端连接有下盖板，所述下盖板上设置有孔，所述孔用于放置测试工件，所述下盖板下方还设置有底部压板，所述下盖板与所述底部压板之间设置有隔热硅胶垫和导热贴片；

还包括加热器，所述加热器包括直流稳压电源和陶瓷加热片，所述陶瓷加热片通过导热胶粘结在所述导热贴片上，所述陶瓷加热片与所述直流稳压电源连接；

还包括数据采集系统，所述数据采集系统包括若干热电偶、温度巡检仪和上位机，所述热电偶放置于所述下盖板或所述测试工件或导热贴片上，所述热电偶与温度巡检仪连接，所述的温度巡检仪与所述上位机连接。

优选的，所述上盖板设置有与所述壳体上端相匹配的凹槽，所述下盖板上设置有与所述壳体下端相匹配的凹槽，所述凹槽内设置有密封垫圈。

优选的，所述凹槽为圆形凹槽，所述圆形凹槽与所述壳体上下端外圆间隙配合，所述壳体上下端面采用平面密封垫圈密封。

优选的，所述上盖板、下盖板、壳体和底部压板四部件通过定位螺栓固定连接。

优选的，所述孔为长和宽均为10mm的方孔，在所述方孔的两侧的中间段开设有直径为1mm的半圆槽，所述测试工件放置在所述方孔内直接与所述导热贴片接触，所述热电偶放置在所述半圆槽内与所述测试工件侧面接触。

优选的，所述导热硅胶垫中间对应测试工件位置开设有尺寸为长与宽均为10mm的方孔。

优选的，所述导热贴片放置在隔热硅胶垫中间方孔位置遮蔽方孔。

优选的，所述底部压板中间开设有直径30mm圆孔。

优选的，所述热电偶的数量为五个，第一热电偶和第二热电偶分别安装在所述测试工件的侧面，第三热电偶和第四热电偶分别安装在所述导热贴片上任意两点位置，第五热电偶安装在所述下盖板。

优选的，所述温度巡检仪根据设置的采样频率记录所述热电偶测量数据并将数据和控制信号通过R232通讯接口与所述上位机连接。

相较于其他传热性能测试装置，本发明的积极进步效果在于：

(1)本发明对测试工件加工要求简单，测试工件尺寸加工精度和表面粗糙度并未做特别限制，适合各种金属或非金属且尺寸为10mm×10mm×3mm(长×宽×高)的块状测试工件。

(2)本发明所用测试工件结构简单，满足各种表面改性技术对工件的结构要求，小尺寸工件可降低新型涂层制备成本，满足高成本表面改性技术的需要。

(3)本发明结构简单，固定测试工位使测试工件安装简便，无需借助其他紧固方式紧固，工件测试完毕后拆卸也同样简便，无需拆装工具拆卸。

(4)本发明可适用于换热面涂层传热性能测试，还可用于其他异型传热表面传热性能测试。

(5)本发明可用于换热器新型用材传热性能测试。

附图说明