| 一种二氧化碳混合工质的循环微通道换热实验装置 | |
姚远 ; 魏小林; 潘利生; 李森; 宾峰
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| 2023-12-15 | |
| Rights Holder | 中国科学院力学研究所 |
| Abstract | 本发明公开了一种二氧化碳混合工质的循环微通道换热实验装置，包括二氧化碳混合工质配气系统和M型循环实验系统，二氧化碳混合工质配气系统用于存储并提供不同实验参数的混合工质；M型循环实验系统用于提供多个首尾依次串联连接且呈M型分布的微通道换热实验段，每个微通道换热实验段均采用独立工作的加热装置，每个微通道换热实验段的加热温度相同或不等；M型循环实验系统的首尾均与二氧化碳混合工质配气系统连接以形成循环管路，使得同一种组合和实验参数的混合工质重复多次充入M型循环实验系统内进行实验；本发明形成循环实验管路，实现对多种混合工质的物性研究，满足现实工况中局部换热实验段的超高温模拟加热需求。 |
| Application Date | 2021-12-30 |
| Application Number | CN202111658987.2 |
| Patent Number | CN114252477B |
| Claim | 1.一种二氧化碳混合工质的循环微通道换热实验装置，其特征在于，包括： 二氧化碳混合工质配气系统（1-1），用于存储并提供实验所需的不同实验参数的混合工质； M型循环实验系统（1-2），用于提供多个首尾依次串联连接且呈M型分布的微通道换热实验段，每个所述微通道换热实验段均采用独立工作的加热装置，且所述M型循环实验系统（1-2）的多个所述微通道换热实验段的加热温度均相同，或所述M型循环实验系统（1-2）的多个所述微通道换热实验段的加热温度不同； 所述M型循环实验系统（1-2）的首尾均与所述二氧化碳混合工质配气系统（1-1）连接以形成一个循环管路，使得同一种组合和实验参数的混合工质重复多次充入所述M型循环实验系统（1-2）内进行实验； 所述M型循环实验系统（1-2）包括依次连接且呈M型分布的逆重力加速度微通道换热实验段（13）、斜向下微通道换热实验段（14）、斜向上微通道换热实验段（15）以及顺重力加速度微通道换热实验段（16），其中，所述逆重力加速度微通道换热实验段（13）的上游连接有水平微通道换热实验段（12）； 所述逆重力加速度微通道换热实验段（13）为竖直状态，斜向下微通道换热实验段（14）的倾角为45°，斜向上微通道换热实验段（15）为竖直状态，以及顺重力加速度微通道换热实验段（16）的倾角为45°时，此时的气体流速和及传热效率最高； 其中所述水平微通道换热实验段（12）和所述顺重力加速度微通道换热实验段（16）均与所述二氧化碳混合工质配气系统（1-1）连接，所述M型循环实验系统（1-2）内输出的混合工质重新导入所述M型循环实验系统（1-2）内，以对同一种组合和实验参数的混合工质进行重复多次实验； 所述顺重力加速度微通道换热实验段（16）与所述二氧化碳混合工质配气系统（1-1）之间的连接管道上设有制冷装置（17），所述制冷装置（17）用于降低换热后的混合工质的温度，以维持重新返回至所述二氧化碳混合工质配气系统（1-1）的温度达到平衡； 所述水平微通道换热实验段（12）、逆重力加速度微通道换热实验段（13）、斜向下微通道换热实验段（14）、斜向上微通道换热实验段（15）和顺重力加速度微通道换热实验段（16）的管道内，以及所述顺重力加速度微通道换热实验段（16）与所述二氧化碳混合工质配气系统（1-1）的连接管道内均设有至少两个压力传感器和至少两个温度传感器； 所述压力传感器和温度传感器连接在循环实验控制系统的输入端，所述加热装置和制冷装置（17）连接在循环实验控制系统的输出端，所述循环实验控制系统基于实验设定和所述温度传感器的输出值调控所述加热装置和制冷装置（17）的工作； 所述水平微通道换热实验段（12）、逆重力加速度微通道换热实验段（13）、斜向下微通道换热实验段（14）、斜向上微通道换热实验段（15）和顺重力加速度微通道换热实验段（16）内的压力传感器安装在各实验段的前后两端，且所述水平微通道换热实验段（12）、逆重力加速度微通道换热实验段（13）、斜向下微通道换热实验段（14）、斜向上微通道换热实验段（15）和顺重力加速度微通道换热实验段（16）内的温度传感器安装在各实验段的前后两端； 所述二氧化碳混合工质配气系统（1-1）包括多个气体存储罐，多个所述存储罐连接在同一个混合工质缓冲罐（7）内，多个所述气体存储罐通过不同组合方式以及不同的实验参数形成多种混合工质，所述混合工质缓冲罐（7）与所述M型循环实验系统（1-2）首部的微通道换热管道连接，在所述混合工质缓冲罐（7）与所述M型循环实验系统（1-2）的连接管路上还设有预热段（11），且M型循环实验系统（1-2）尾部的微通道换热管道也与所述混合工质缓冲罐（7）连接； 其中，所述混合工质由二氧化碳、丙烷、丙烯、一氟乙烷以及二氟乙烷组成； 每个所述气体存储罐与所述混合工质缓冲罐（7）的连接管路上依次设有减压阀、截止阀、质量流量计（6）和截止阀，且所述混合工质缓冲罐（7）与所述M型循环实验系统（1-2）的连接管路上设有二氧化碳高压泵（8）和采样口（9）； 其中，所述减压阀用于降低并控制每个气体工质的输出压力； 所述质量流量计（6）用于测量每个气体工质的流体流量； 所述截止阀用于截断流体； 所述二氧化碳高压泵（8）用于为M型循环实验系统（1-2）提供动力和流动方向； 所述采样口（9）用于测量所述混合工质缓冲罐（7）与所述M型循环实验系统（1-2）的连接管路中的混合工质的组分浓度。 |
| Language | 中文 |
| Classification | 发明授权 |
| Status | 有效 |
| Note | 授权 |
| Country | 中国 |
| Agency | 北京和信华成知识产权代理事务所(普通合伙) |
| Document Type | 专利 |
| Identifier | http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/93905 |
| Collection | 高温气体动力学国家重点实验室 |
| Recommended Citation GB/T 7714 | 姚远,魏小林,潘利生,等. 一种二氧化碳混合工质的循环微通道换热实验装置. CN114252477B[P]. 2023-12-15. |
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| 000000_20220329_0A_C（460KB） | 专利 | 开放获取 | CC BY-NC-SA | View Download | ||
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