[发明专利]一种微通道换热器流动与相变传热实验测试平台及操作方法

权利要求书

1.一种微通道换热器流动与相变传热实验测试平台，其特征在于，包括：基座(1)、两个封装体(2)、铜集热块(3)及微通道实验段(6)；

两个封装体(2)采用有机玻璃制作，包括对称设置的第一封装体(21)、第二封装体(22)；封装体(2)一端面为封装端，另一端为自由端；封装端设置有方槽(26)，自由端设置工质进口(27)，工质进口(27)连接工质系统管道；封装体(2)内部设置方箱(25)，方箱(25)两端分别与工质进口(27)及方槽(26)连通；

微通道实验段(6)两端分别与第一封装体(21)、第二封装体(22)的方槽(26)配合连接；

铜集热块(3)设置在微通道实验段(6)底部，用于加热微通道实验段；

单个封装体(2)尺寸特征为：宽×长×高＝40mm×50mm×30mm；方槽(26)设置在封装体的封装端中间部位，方槽(26)尺寸特征为：高×宽×深＝2mm×10mm×5mm；方箱(25)尺寸特征为：长×宽×高＝35mm×20mm×20mm；在方箱(25)一侧壁设置测温孔(28)、另一侧壁设置测压孔(24)；测温孔(28)设置在距离封装端30mm处，孔径为1mm；测压孔(24)设置在距离封装端30mm处，采用标准螺孔，孔径为6mm，测压孔(24)内安装有薄膜压力传感器，压力传感器探头设置在距离方箱(25)侧壁2mm处；

基座(1)采用电木材料制作而成，其中部垂直长度方向设置凹槽(11)，凹槽(11)底面沿两侧壁设置凸台，凸台将凹槽上下分为小凹槽、大凹槽，大凹槽内安装铜集热块底座(31)，小凹槽内设置可调平台，用于调节铜集热块(3)相对位置；铜集热块(3)将微通道实验段(6)顶起，使基座(1)与封装体(2)间隔设置；

微通道实验段(6)包括铜基微通道(61)和有机玻璃薄片(62)，铜基微通道(61)的顶面凹陷形成有若干微通道；有机玻璃薄片(62)通过胶粘紧固在铜基微通道(61)顶面。

2.根据权利要求1所述的一种微通道换热器流动与相变传热实验测试平台，其特征在于，铜集热块(3)包括底座(31)和凸块(32)，采用紫铜整体加工而成，底座(31)安装在基座(1)内，凸块(32)设置在底座(31)上部；凸块顶部端面为水平加热面(33)，水平加热面(33)紧贴微通道实验段；底座(31)内设置有加热棒；凸块(32)的侧面竖直方向设置有两个安装测温装置的圆孔。

3.根据权利要求2所述的一种微通道换热器流动与相变传热实验测试平台，其特征在于，铜集热块(3)的底座(31)尺寸特征为：长×宽×高＝15mm×40mm×15mm，凸块(32)尺寸特征为：长×宽×高＝10mm×10mm×15mm；加热棒安装在底座端面中心直径为10mm、深40mm的圆孔内。

4.根据权利要求2所述的一种微通道换热器流动与相变传热实验测试平台，其特征在于，测温装置为热电偶，热电偶设置在凸块(32)侧面的圆孔内，圆孔在水平加热面以下每5mm间距间隔布置，圆孔直径1mm，孔深1mm，单个侧面上下布置两个热电偶。

5.根据权利要求1所述的一种微通道换热器流动与相变传热实验测试平台，其特征在于，封装体(2)封装端顶部设置平台(221)，用于安装顶部透明盖板(5)；封装端两侧边分别设置通槽(222)，用于安装端部透明挡板(4)；顶部透明盖板、端部透明挡板均采用一整块有机玻璃加工制作，顶部透明盖板(5)盖在两个封装体的顶部平台(221)之间，两个端部透明挡板(4)分别盖在两个封装体(2)的两对通槽(222)之间；一个端部透明挡板(4)上设置有上、下两个热电偶预留连接通道(41)，通道直径为2mm。

6.根据权利要求1所述的一种微通道换热器流动与相变传热实验测试平台，其特征在于，微通道实验段(6)与方槽(26)连接部位采用耐高温环氧树脂密封加固；铜基微通道(61)尺寸特征为10mm×30mm×1mm，微通道实验段(6)伸入封装端方槽(26)5mm。

7.权利要求1-6中任一项所述的一种微通道换热器流动与相变传热实验测试平台的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将第一封装体(21)、第二封装体(22)分别与微通道实验段相连，并且采用环氧树脂胶进行密封；

(2)将铜集热块(3)安装在基座(1)内，调整铜集热块位置，使凸块加热面与微通道实验段(6)底部紧密贴合，并将微通道实验段(6)顶起；

(3)在两个封装体之间围绕微通道试验段安装透明盖板，形成保温空间；

(4)封装体连接工质管路，使工质进入该实验测试平台，流体工质依次流经第一封装体(21)、微通道实验段(6)、第二封装体(22)；在铜集热块(3)中插入加热棒，对微通道实验段(6)进行加热；

(5)分别在第一封装体(21)、第二封装体(22)中对工质进行测温测压比对。