[发明专利]测量强迫对流加热棒簇努塞尔数的装置及方法

说明书

本发明提供一种测量强迫对流加热棒簇努塞尔数的装置，其包括，根据气流流动方向从左向右依次包括：减小气流从外界进入装置后产生漩涡的进气导风段、稳定从所述进气导风段流出气流的稳定气流段、测量从所述稳定气流段流出气流质量流量的质量流量测量段、加热从所述质量流量测量段流出气流并测量加热前后气流温度的温度测量段及将从所述温度测量段流出气流平稳导出至外界的出气导风段。本发明还提供了一种测量强迫对流加热棒簇努塞尔数的方法。通过本发明提供的测量强迫对流加热棒簇努塞尔数的装置及方法不但实现了在准稳态下测量努塞尔数的目的，而且便于快速计算对流换热系数、不使用蒸汽加热、热阻较小、换热状态稳定且测量精确。

技术领域

本发明涉及一种测量装置及方法，特别涉及一种测量强迫对流加热棒簇努塞尔数的装置及方法。

背景技术

在传热学的教学和学习中，无量纲的准则数和准则关联式是本科甚至研究生学习阶段的重点和难点，努塞尔数(Nu数)是传热学中的无量纲准则数，物理意义为是表示对流换热强烈程度的一个准数，又表示流体层流底层的导热阻力与对流传热阻力的比。

在计算努塞尔数(Nu数)的过程中，需要计算对流换热系数(α数)，而直接计算对流换热系数十分麻烦并且误差较大；而且现有技术中测量努塞尔数(Nu数)是采用蒸汽加热空心肋片管簇，通过肋片管向空气中散热测量强迫对流加热棒簇努塞尔数(Nu数)，这种装置及方法有以下缺点：1、很难达到准稳态，测量过程空气换热状态不稳定；2、蒸汽加热有一定的滞后性；3、空心肋片管加热空气时热阻较大。因此采用蒸汽加热空心肋片管簇的测量装置及方法对流换热系数(α数)影响因素过多，不易进行准确测量。

综上所述，一种便于快速计算对流换热系数、不使用蒸汽加热、热阻较小、换热状态稳定且测量精确的测量努塞尔数装置及方法亟待开发。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种便于快速计算对流换热系数、不使用蒸汽加热、热阻较小、换热状态稳定且测量精确的测量努塞尔数装置。

本发明的目的还在于提供一种便于快速计算对流换热系数、不使用蒸汽加热、热阻较小、换热状态稳定且测量精确的测量努塞尔数方法。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种测量强迫对流加热棒簇努塞尔数的装置根据气流流动方向从左向右依次包括：减小气流从外界进入装置后产生漩涡的进气导100、稳定从所述进气导风段100流出气流的稳定气流段200、测量从所述稳定气流段200流出气流质量流量的质量流量测量段300、加热从所述质量流量测量段300流出气流并测量加热前后气流温度的温度测量段400及将从所述温度测量段400流出气流平稳导出至外界的出气导风段500；

其中，迫使气流在装置内部快速流动的风机600设于所述进气导风段进风处或所述出气导风段出风处；所述进气导风段100、所述稳定气流段200、所述质量流量测量段300、所述温度测量段400及所述出气导风段500的长度比为1:3:4:3:2～1:8:10:8:6。

优选的，所述稳定气流段200上设有一测量其内气流温度的稳定段温度探头201，所述稳定段温度探头201与稳定段温度计电连接；所述质量流量测量段300上设有测量其内气流压力的压力测量机构；所述温度测量段400设有加热其内气流的加热机构及测量其内气流温度的温度测量机构；在所述稳定气流段200、所述质量流量测量段300、所述温度测量段400及所述出气导风段500外壁均覆有绝热材料。

优选的，所述进气导风段100为喇叭渐缩流线型，进气导风段出口处圆弧的切线与水平方向夹角为30～50°。