專利名稱：旋轉(zhuǎn)熱管性能檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)熱管性能檢測裝置，具體地說，涉及一種適用于檢測旋轉(zhuǎn)熱管傳熱性能的檢測裝置。
背景技術(shù)：
熱管是一種高效傳熱元件，它可將大量熱量通過其很小的截面積，遠距離地傳輸而無需外加動力，因此其應(yīng)用范圍十分廣泛。旋轉(zhuǎn)熱管是一種利用離心力取代普通熱管的毛細力驅(qū)使工作流體從冷凝段向蒸發(fā)段回流的特殊熱管，典型的旋轉(zhuǎn)熱管的換熱原理如圖I所示，管殼內(nèi)部是一個錐角為a的錐形工作腔，當旋轉(zhuǎn)熱管以轉(zhuǎn)速co旋轉(zhuǎn)時，在半徑r處產(chǎn)生沿管壁的離心力分量《2rsina和垂直于管壁的離心力分量《 2rcos a，蒸發(fā)段受熱時，熱量通過管殼進入工作腔，引起工作流體的蒸發(fā)形成蒸汽，蒸汽在壓差作用下通過絕熱 段向冷凝段流動，在冷凝段釋放熱量重新凝結(jié)為工作流體，在離心力分量《2rSina驅(qū)動下回流至蒸發(fā)段。旋轉(zhuǎn)熱管不存在普通熱管的毛細極限，聲速極限與普通熱管相似，而且其蒸汽空間較大，一般不易出現(xiàn)聲速極限和攜帶極限。旋轉(zhuǎn)熱管在航空發(fā)動機渦輪盤散熱、電機主軸散熱以及刀具散熱(如鉆頭)等高速旋轉(zhuǎn)工況下有廣泛的應(yīng)用。由于熱管制作工藝涉及抽真空、注液、密封等多個環(huán)節(jié)，其中任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都對熱管傳熱性能有很大影響，因此熱管在使用之前，要對其進行檢測，以判定其是否具備良好的傳熱性能。普通熱管處于靜態(tài)換熱場合，其檢測較為方便。而旋轉(zhuǎn)熱管只有在高速旋轉(zhuǎn)時才形成真正的傳熱循環(huán)，在這種狀態(tài)下進行檢測要困難得多。因此，設(shè)計研制能夠在高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下檢測旋轉(zhuǎn)熱管傳熱性能的裝置，是十分必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單并能快速簡便地檢測在高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的旋轉(zhuǎn)熱管的傳熱性能的旋轉(zhuǎn)熱管性能檢測裝置。實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是一種旋轉(zhuǎn)熱管性能檢測裝置，它包括計算機和信號采集卡以及均沿旋轉(zhuǎn)熱管軸向分布并可與旋轉(zhuǎn)熱管管殼接觸的銅導線和若干電熱絲，計算機通過數(shù)據(jù)線與信號采集卡相連接，每根電熱絲和銅導線通過旋轉(zhuǎn)熱管管殼形成一回路，在電熱絲和銅導線與旋轉(zhuǎn)熱管管殼接觸的一端固定有支撐裝置，銅導線7和電熱絲的另一端分別與信號采集卡相連接。進一步，所述的支撐裝置由支架、底座和若干彈簧片組成，支架的下端與底座固定連接，支架與若干彈簧片固定連接，所述的銅導線和電熱絲分別固定在相對應(yīng)的彈簧片上。更進一步，所述的電熱絲為鎳鉻絲。采用了上述技術(shù)方案后，旋轉(zhuǎn)熱管工作時，其內(nèi)部的蒸汽處于飽和狀態(tài)，而蒸汽的溫度在一定的飽和蒸汽壓下也是確定的，因此旋轉(zhuǎn)熱管管內(nèi)各處的蒸汽溫度差別非常小，即可以認為旋轉(zhuǎn)熱管工作腔內(nèi)各個空間位置的溫度是相等的，由于旋轉(zhuǎn)熱管的高密閉性和高轉(zhuǎn)速，直接測量旋轉(zhuǎn)熱管內(nèi)部的溫度是比較困難的，采用測量旋轉(zhuǎn)熱管不同點的管殼溫度來進行間接測量，不同點的溫度之差越小，說明旋轉(zhuǎn)熱管傳熱性能越好，旋轉(zhuǎn)熱管工作時，沿旋轉(zhuǎn)熱管軸向均布的若干根電熱絲將旋轉(zhuǎn)熱管不同點的管殼熱電勢信號傳遞給信號采集卡，信號采集卡將這些熱電勢信號轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)并傳遞給計算機，通過在計算機上的溫度測量軟件進行分析處理，得到不同坐標處的溫度，然后通過不同位置處的溫度之差，來評價旋轉(zhuǎn)熱管的等溫性，從而達到檢測旋轉(zhuǎn)熱管傳熱性能的目的；電熱絲采用鎳鉻絲，鎳鉻絲具有較高的電阻率，表面抗氧化性好，能夠承受的溫度級別高，在高溫下有較高的強度，使得旋轉(zhuǎn)熱管在旋轉(zhuǎn)時，電熱絲不會由于長時間的高溫而斷裂，影響檢測效果。


圖I為旋轉(zhuǎn)熱管的換熱原理 圖2為本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)熱管性能檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明，
如圖2所示，一種旋轉(zhuǎn)熱管性能檢測裝置，它包括計算機9和信號采集卡10以及均沿旋轉(zhuǎn)熱管2軸向分布并可與旋轉(zhuǎn)熱管2管殼接觸的銅導線7和若干電熱絲8，計算機9通過數(shù)據(jù)線11與信號采集卡10相連接，每根電熱絲8和銅導線7通過旋轉(zhuǎn)熱管2管殼形成一回路，在電熱絲8和銅導線7與旋轉(zhuǎn)熱管2管殼接觸的一端固定有支撐裝置，銅導線7和電熱絲8的另一端分別與信號采集卡10相連接。支撐裝置由支架5、底座6和若干彈簧片4組成,支架5的下端與底座6固定連接，支架5與若干彈簧片4固定連接，所述的銅導線7和電熱絲8分別固定在相對應(yīng)的彈簧片4上。電熱絲8為鎳鉻絲。本發(fā)明的工作原理如下
旋轉(zhuǎn)熱管2工作時，其內(nèi)部的蒸汽處于飽和狀態(tài)，而蒸汽的溫度在一定的飽和蒸汽壓下也是確定的，因此旋轉(zhuǎn)熱管2管內(nèi)各處的蒸汽溫度差別非常小，即可以認為旋轉(zhuǎn)熱管2工作腔內(nèi)各個空間位置的溫度是相等的，旋轉(zhuǎn)熱管2的高密閉性和高轉(zhuǎn)速，直接測量旋轉(zhuǎn)熱管2內(nèi)部的溫度是比較困難的，采用測量旋轉(zhuǎn)熱管2不同點的管殼溫度來進行間接測量，不同點的溫度之差越小，說明旋轉(zhuǎn)熱管2傳熱性能越好，旋轉(zhuǎn)熱管2工作時，沿旋轉(zhuǎn)熱管2軸向均布的若干根電熱絲8將旋轉(zhuǎn)熱管2不同點的熱電勢信號傳遞給信號采集卡10，信號采集卡10將這些熱電勢信號轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)并傳遞給計算機9，通過在計算機9上的溫度測量軟件進行分析處理，得到不同坐標處的溫度，然后通過不同位置處的溫度之差，來評價旋轉(zhuǎn)熱管2的等溫性，從而達到檢測旋轉(zhuǎn)熱管2傳熱性能的目的；電熱絲8采用鎳鉻絲，鎳鉻絲具有較高的電阻率，表面抗氧化性好，能夠承受的溫度級別高，在高溫下有較高的強度，使得旋轉(zhuǎn)熱管2在旋轉(zhuǎn)時，電熱絲8不會由于長時間的高溫而斷裂，從而影響檢測效果。
本發(fā)明的使用步驟如下
I、使旋轉(zhuǎn)熱管2開始旋轉(zhuǎn)并達到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，旋轉(zhuǎn)過程中，電熱絲8前端和銅導線7前端在彈簧片4的彈性作用下與旋轉(zhuǎn)熱管2管殼保持穩(wěn)定接觸；2、在旋轉(zhuǎn)熱管2的蒸發(fā)段使用電爐絲I對其加熱，并啟動計算機9上的溫度測量軟件，此時，電熱絲8前端與旋轉(zhuǎn)熱管2的管殼形成熱節(jié)點，其熱電勢信號通過電熱絲8與銅導線7和旋轉(zhuǎn)熱管2形成的回路傳遞至信號采集卡10，數(shù)據(jù)采集卡10將熱電勢信號轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)并通過數(shù)據(jù)線傳送至計算機9，通過計算機9上的溫度測量軟件即可獲得旋轉(zhuǎn)熱管沿軸向不同坐標點的溫度。3、通過軟件分析不同坐標點的溫度之差，即可評價旋轉(zhuǎn)熱管2的等溫性，不同點溫度之差越小，說明旋轉(zhuǎn)熱管2傳熱性能越好。以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)熱管性能檢測裝置，其特征在于它包括計算機(9)和信號采集卡(10)以及均沿旋轉(zhuǎn)熱管(2 )軸向均布并可與旋轉(zhuǎn)熱管(2 )管殼接觸的銅導線(7 )和若干電熱絲(8)，計算機(9)通過數(shù)據(jù)線(11)與信號采集卡(10)相連接，每根電熱絲(8)和銅導線(7)通過旋轉(zhuǎn)熱管(2)管殼形成一回路，在電熱絲(8)和銅導線(7)與旋轉(zhuǎn)熱管(2)管殼接觸的一端固定有支撐裝置，銅導線(7)和電熱絲(8)的另一端分別與信號采集卡(10)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)熱管性能檢測裝置，其特征在于所述的支撐裝置由支架(5)、底座(6)和若干彈簧片(4)組成，支架(5)的下端與底座(6)固定連接，支架(5)與若干彈簧片(4)固定連接，所述的銅導線(7)和電熱絲(8)分別固定在相對應(yīng)的彈簧片(4)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的旋轉(zhuǎn)熱管性能檢測裝置，其特征在于所述的電熱絲(8)為鎳鉻絲。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種旋轉(zhuǎn)熱管性能檢測裝置，它包括計算機和信號采集卡以及沿旋轉(zhuǎn)熱管軸向均布并可與旋轉(zhuǎn)熱管管殼接觸的銅導線和若干電熱絲，計算機通過數(shù)據(jù)線與信號采集卡相連接，每根電熱絲和銅導線通過旋轉(zhuǎn)熱管管殼形成一回路，在電熱絲和銅導線與旋轉(zhuǎn)熱管管殼接觸的一端固定有支撐裝置，銅導線和電熱絲的另一端分別與信號采集卡相連接。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單并能快速簡便地檢測在高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的旋轉(zhuǎn)熱管的傳熱性能。
文檔編號G01N25/20GK102661973SQ20121015933
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月22日
發(fā)明者張靜輝, 馬可 申請人:河海大學常州校區(qū)