本實用新型涉及翅片管換熱性能測試技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電加熱可測溫的翅片管換熱性能測試系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

翅片管廣泛應(yīng)用于能源、化工、石油、冶金等多個領(lǐng)域，是管內(nèi)外側(cè)冷熱源進行換熱的媒介。作為換熱器的主要換熱元件，翅片管的換熱性能決定著換熱器的性能，采用換熱性能較優(yōu)的翅片管，可以達到高效換熱、節(jié)能減排的目的?，F(xiàn)有技術(shù)中對翅片管換熱性能進行檢測時，只能在翅片管外部加裝熱電偶，引線將對流場產(chǎn)生影響造成測量不準確，并有可能被高速風(fēng)扯斷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供了一種電加熱可測溫的翅片管換熱性能測試系統(tǒng)，避免了管外測溫引線對流動和換熱過程造成影響，可以降低翅片管換熱性能測試系統(tǒng)的經(jīng)濟成本。

為達到上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案：

一種翅片管換熱性能測試系統(tǒng)，包括依次連接的送風(fēng)段1、試驗段2以及使空氣達到穩(wěn)定的作用的尾流段3，與送風(fēng)段1、試驗段2 和尾流段3連接的數(shù)據(jù)采集設(shè)備4；所述試驗段2包括設(shè)置在試驗段管道內(nèi)的翅片管2-1，插入并固定在翅片管2-1內(nèi)的電熱管2-5，設(shè)置在電熱管2-5上的調(diào)壓器，電熱管2-5的外徑小于翅片管2-1的內(nèi)壁，所余空間用以布置用于測量翅片管2-1壁溫?zé)犭娕?-1-1；所述送風(fēng)段1為提供不同流速下空氣的變頻風(fēng)機，變頻風(fēng)機提供的空氣沿試驗段2的試驗段管道內(nèi)流經(jīng)翅片管外部。

所述熱電偶2-1-1采用T型熱電偶，滿足對200攝氏度以下范圍的溫度采集要求。

所述翅片管2-1換熱部分均分為三部分，每部分中線處迎風(fēng)側(cè)、背風(fēng)側(cè)、上風(fēng)側(cè)、下風(fēng)側(cè)均勻布置小孔，小孔內(nèi)焊接熱電偶2-1-1。

所述翅片管2-1伸出試驗段管道的兩端通過翅片管軸向固件2-3 固定在試驗段管道的試驗段管壁2-6上；所述電熱管2-5通過翅片管與電熱管緊固件2-4固定在翅片管2-1內(nèi)。

所述熱電偶2-1-1從翅片管2-1內(nèi)引出，通過電熱管緊固件2-4 上開孔引出并與數(shù)據(jù)采集設(shè)備4相連接，不影響管外換熱與流動條件。

所述試驗段管道的試驗段管壁2-6上中部有用以插入和安裝翅片管2-1的正方形通孔，正方形通孔上安有正方形孔板2-2。

所述尾流段3流量計前后管段長度分別為10倍管徑和5倍管徑。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實用新型具有以下優(yōu)點：

1.本發(fā)明可實現(xiàn)對于翅片管壁溫的測量，避免了管外測溫引線對流動和換熱過程造成影響。

2.本發(fā)明可以降低翅片管換熱性能測試系統(tǒng)的經(jīng)濟成本，并顯著地節(jié)約空間。

附圖說明

圖1是本實用新型實驗系統(tǒng)組成圖。

圖2是本實用新型試驗段組件圖。

圖3a為熱電偶布點示意圖，圖3b為圖3a沿A-A向的剖面圖。

圖4a為熱電偶引出孔示意圖，圖4b為圖4a沿B-B向的剖面圖, 圖4c為圖4a沿C-C向的剖面圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型的結(jié)構(gòu)和工作原理作更詳細說明。

如圖1所示，本實用新型一種翅片管換熱性能測試系統(tǒng)，包括依次連接的送風(fēng)段1、試驗段2以及使空氣達到穩(wěn)定的作用的尾流段3，與送風(fēng)段1、試驗段2和尾流段3連接的數(shù)據(jù)采集設(shè)備4；所述試驗段2包括設(shè)置在試驗段管道內(nèi)的翅片管2-1，插入并固定在翅片管2-1 內(nèi)的電熱管2-5，與電熱管2-5連接的調(diào)壓器，電熱管2-5的外徑小于翅片管2-1的內(nèi)壁，所余空間用以布置用于測量翅片管2-1壁溫的熱電偶2-1-1；所述送風(fēng)段1為提供不同流速下空氣的變頻風(fēng)機，變頻風(fēng)機提供的空氣沿試驗段2的試驗段管道內(nèi)流經(jīng)所測翅片管外部。送風(fēng)段1的變頻風(fēng)機提供不同流速下的空氣；試驗段2內(nèi)不同溫度下的翅片管2-1與不同流速下的空氣進行換熱；尾流段3起到使空氣達到穩(wěn)定的作用，滿足所選流量計的前后管段長度要求，進行準確的流量測量，一般要求尾流段3流量計前后管段長度分別為10倍管徑、5 倍管徑；上述三部分管段所產(chǎn)生的溫度、壓力、流量、功率等參數(shù)使用數(shù)據(jù)采集設(shè)備4進行讀取。

作為本實用新型的優(yōu)選實施方式，所述熱電偶2-1-1采用T型熱電偶，滿足對200攝氏度以下范圍的溫度采集要求。

如圖2所示，試驗段2由電熱管2-5、熱電偶2-1-1、翅片管2-1、翅片管軸向固件2-3、翅片管與電熱管緊固件2-4、正方形孔板2-2 組成。試驗段1中部有一正方形通孔，用以插入和安裝翅片管2-1。將翅片管2-1通過方孔插入后，翅片管2-1兩端分別安上正方形孔板 2-2，將正方形孔板2-2用螺釘固定在試驗段1外壁。翅片管2-1兩端露出部分別用翅片管軸向固件2-3固定，翅片管軸向固件2-3為空心圓柱體，其內(nèi)徑與翅片管2-1外徑相同，中部有一螺紋孔，插入翅片管2-1后，將其一端面與方形孔板2-2緊貼，并用螺釘旋緊，即實現(xiàn)翅片管2-1的固定。翅片管與電熱管緊固件2-4將電熱管2-5固定在翅片管2-1內(nèi)，原理與翅片管2-1固定方式相同。通過拆卸緊固件，可以裝入不同的翅片管2-1進行換熱性能測試。其中，電加熱管2-5 外徑應(yīng)小于所測翅片管2-1內(nèi)壁直徑6mm以上，所余空間用以布置熱電偶2-1-1測量翅片管2-1壁溫。

如圖3a和圖3b所示，翅片管2-1上打孔用以焊接熱電偶2-1-1，從而測量平均壁溫。將翅片管2-1換熱部分均分為三部分，每部分中線處迎風(fēng)側(cè)、背風(fēng)側(cè)、上風(fēng)側(cè)、下風(fēng)側(cè)均勻布置小孔，焊接熱電偶 2-1-1。

如圖4a、圖4b和圖4c所示，熱電偶2-1-1焊接后進行從翅片管2-1內(nèi)引出，通過翅片管與電熱管緊固件2-4上熱電偶引出孔 2-4-1引出并與數(shù)據(jù)采集設(shè)備4相連接，不影響管外換熱與流動條件。 2-4-2為螺釘固定孔。

下面結(jié)合本實用新型的工作原理對其效果進行說明：

以電廠中省煤器的應(yīng)用為例，一定流速的高溫?zé)煔膺M入省煤器，在翅片管外通過翅片管與管內(nèi)的水進行換熱，從而達到了升高給水溫度，提高能源利用率的目的。而不同的翅片管換熱性能不同，改換換熱性能更強的翅片管，將使得能源利用率更高，取得更高的熱經(jīng)濟性。傳統(tǒng)的翅片管換熱實驗，大都直接模擬上述換熱過程，使用鍋爐產(chǎn)生高溫氣體，翅片管內(nèi)使用水泵提供流動水，從而對換熱性能進行測試，管壁溫度很難用熱電偶測量。且這種實驗占地空間大，占用時間長，經(jīng)濟成本十分高昂。采用本實用新型管內(nèi)布置熱源，管外冷源的布置形式，可更為簡便地測試翅片管換熱性能。由于傳統(tǒng)實驗系統(tǒng)測壁溫只能在翅片管外部加裝熱電偶，引線將對流場產(chǎn)生影響造成測量不準確，并有可能被高速風(fēng)扯斷，采用管內(nèi)布置熱電偶的方式實現(xiàn)了精度更高的測溫。

在本實用新型電加熱可測溫的翅片管換熱性能實驗系統(tǒng)的測試過程中，送風(fēng)段的風(fēng)機產(chǎn)生不同流速下的空氣，通過尾流段流量計對流量信號進行采集。翅片管在試驗段內(nèi)固定，通過調(diào)壓器調(diào)節(jié)電加熱功率，對翅片管進行輻射傳熱。一定溫度的翅片管與一定流速下的空氣進行換熱，達到穩(wěn)態(tài)后讀取翅片管壁溫、空氣進出口溫度、進出口壓力、加熱功率、空氣流量等參數(shù)，從而對努塞爾數(shù)、換熱系數(shù)等表征換熱性能的參數(shù)進行計算，達到了對其換熱性能進行測試的目的。

本實用新型翅片管換熱性能測試系統(tǒng)，將顯著提升翅片管的研究、測試與選取效率。與傳統(tǒng)的換熱性能測試系統(tǒng)相比，空間占用更小，能量消耗更小，時間消耗更少，具有更為顯著的實用性。對能源、化工等領(lǐng)域的節(jié)能減排工作的推進意義重大。

在響應(yīng)我國提效降耗的號召的基礎(chǔ)上，綜合考慮換熱性能測試系統(tǒng)的可操作性、時間成本以及經(jīng)濟成本要求，本實用新型在翅片管內(nèi)插入電加熱管進行加熱，管壁溫度采用管內(nèi)布置的熱電偶進行采集，管外為不同流速下的空氣，使二者進行換熱，對相關(guān)數(shù)據(jù)進行采集與計算，可以高效快速地對不同翅片管的換熱性能進行測試。