[发明专利]低温工况下绕管式换热器内流型观测实验装置

权利要求书

1.一种低温工况下绕管式换热器内流型观测实验装置，其特征在于，包括：

内部形成有扇形腔体的壳体，所述壳体包括：相对的进口端盖和出口端盖，相对的前挡板和后挡板，相对的左挡板和右挡板，

在所述扇形腔体内自上而下依次分布着第一均流板、第二均流板、中间缠绕管，所述第一均流板上设置有第一导流孔，所述第二均流板上设置有第二导流孔，所述第一导流孔的孔径大于所述第二导流孔的孔径；

所述中间缠绕管由顺时针、逆时针交叉排列的螺旋绕管形成，所述中间缠绕管包括最外层绕管、最内层绕管和位于所述最外层绕管和所述最内层绕管之间的中间层绕管；所述最外层绕管、所述中间层绕管和所述最内层绕管的弧度与所述扇形腔体的弧度相同；

所述扇形腔体的壳侧截面积与所述扇形腔体的弧度的关系如下：

上式中：A_shell为壳侧截面积；R_max、R_min分别表示实验装置的最大缠绕半径和最小缠绕半径，其值由所选取中间缠绕管最外层绕管及最内层绕管距离中心筒的距离决定；P_r表示相邻两层绕管的层间距；D为绕管的外径；rad为扇形腔体的弧度；

所述实验装置内质量流量与所述扇形腔体的弧度的关系如下：

上式中：r_max、r_min分别表示绕管式换热器的最大缠绕半径和最小缠绕半径，其值根据实际换热器的大小来决定；m为绕管式换热器总质量流量；m_test为实验测试段质量流量；rad为扇形腔体的弧度，为π/8。

2.如权利要求1所述的低温工况下绕管式换热器内流型观测实验装置，其特征在于，所述中间缠绕管包括6层顺逆时针交叉排列、弧度π/8的管束，每层管束包括40根绕管，所述最外层绕管、最内层绕管为半圆形绕管，所述中间层绕管为圆形绕管。

3.如权利要求2所述的低温工况下绕管式换热器内流型观测实验装置，其特征在于，所述前挡板和/或所述后挡板在与所述中间缠绕管相正对的位置设置有可视化窗口；所述左挡板和所述右挡板外壁面开设有用于固定每根绕管的第一开孔，所述第一开孔与每根绕管之间设置有超低温密封胶；所述前挡板和所述后挡板开设有穿透所述半圆形绕管的第二开孔，所述第二开孔用于固定所述可视化窗口。

4.如权利要求3所述的低温工况下绕管式换热器内流型观测实验装置，其特征在于，所述第一导流孔的孔径在7毫米至15毫米之间，所述第二导流孔的孔径在5毫米至12毫米之间。

5.如权利要求4所述的低温工况下绕管式换热器内流型观测实验装置，其特征在于，所述中间缠绕管自上而下包括：充分发展段和压降测试段，所述压降测试段包括用于衔接所述充分发展段的第一部分和用于进行传热测试以及流型观察的第二部分，所述第二部分设置有压力传感器、加热机构以及温度传感器。

6.如权利要求5所述的低温工况下绕管式换热器内流型观测实验装置，其特征在于，所述可视化窗口与所述第二部分相正对。

7.如权利要求6所述的低温工况下绕管式换热器内流型观测实验装置，其特征在于，在高度方向上，所述充分发展段为第一至第十根绕管，所述第一部分为第十一至第二十根绕管，所述第二部分为第二十一至第四十根绕管。