一种便携式多功能传热实验台的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于传热实验教学领域，具体指一种小型化多功能传热实验台。
【背景技术】
[0002]传热学是高校热能与动力工程专业的一门重要的必修课程，传热实验又是该课程教学中重要的教学环节，目前传热教学实验装置大多功能单一，输出信息抽象。目前实验教学所用的设备一般只能放在专设的实验室内，而教师在课堂上讲授传热学相关知识时，并不能马上进行实验演示及实验数据和实验结果的计算，学生大都感到比较抽象，对问题的理解不可能很透彻，当课堂之外再去实验室做实验则错过了最佳的学习时间。
[0003]目前的传热教学实验设备功能单一，输出的信息(如数据等)比较抽象，且设备复杂，体积较大，导致实验设备只能放在专设的实验室内，造成实验教学与课堂理论教学分离，教学效果不是很理想。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是针对上述问题，提供一种小型化多功能的传热实验装置，解决设备难以携带以及输出信息抽象的问题。
[0005]为了实现上述目的，本发明的技术解决方案是:一种便携式多功能传热实验台，包括外箱及支架、盖板、保温棉、真空罩、真空罩环套、长螺栓、短螺栓、夹板、PTC恒温加热块、测量块、水冷头、螺栓帽、热电偶、左铝块、右铝块；外箱及支架包括箱体、支架、散热片、散热风扇、水泵、显示设备；测量块分别有铝合金、黄铜、不锈钢和45#钢四种材质的。
[0006]前述的一种便携式多功能传热实验台中，箱体为整个实验装置的底座,支架固定在箱体内，箱体前侧安装显示设备，用来接收、处理和显示由热电偶传来的温度信号，箱体后侧安装散热风扇、散热片以及水泵，散热片和散热风扇促进由水冷头出来的水热量的散失，水泵用以保证冷却水的循环流动，盖板放置于箱体上方，可拆卸。
[0007]前述的一种便携式多功能传热实验台中，测量块两侧分别放置左铝块和右铝块，左铝块和右铝块外底面开槽分别放置PTC恒温加热块和水冷头，两侧再用夹板夹住，两夹板上分别开设七个孔，短螺栓穿过内侧三个孔连接到左铝块(右铝块)上并将夹板、PTC恒温加热块(水冷头)、和左铝块(右铝块)夹紧，长螺栓穿过外侧四个孔与螺栓帽一起将两块夹板、左铝块、右铝块以及测量块夹紧，外面用两块保温棉将实验部分包裹住，最后用两个真空罩将整个系统罩住，保证实验段温度系统不受外界干扰，真空罩的内径等于保温棉的外径，两真空罩之间用真空罩环套固定连接，真空罩环套上开槽孔，使实验段内热电偶导线和PTC恒温加热块的导线和水冷头的水管能穿过保温棉和真空罩环套引到外界，两真空杯固定后放置在箱体内的两个支架上。
[0008]前述的一种便携式多功能传热实验台中，左铝块、右铝块和测量块分别在径向方向上打3个孔，孔一直延伸到轴线上，孔内放置热电偶用以测量温度。
[0009]前述的一种便携式多功能传热实验台中，PTC恒温加热块由导线连接至外界电源，热电偶由导线连接至显示设备，显示设备会接收、处理和显示热电偶传递的温度信号，水冷头的水通过水管依次流过散热片、散热风扇和水泵最后在流入到水冷头的入水管，构成一个冷却水循环系统。
[0010]与现有技术相比，本发明结构紧凑，设计巧妙，解决了传统实验设备难以携带以及输出信息抽象的问题，实验设备操作简单，输出部分由显示设备在屏幕上显示，输出效果直观，同时实验台没有严格的操作规范，实验安全性评估较高，教师在课堂上讲授的同时，能够辅以实验演示，将抽象理论具体化、清晰化，加深了学生的感性认识以，以激发学生理论学习的兴趣。
【附图说明】
[0011]图1为本发明的整体爆炸图。
[0012]图2为图1内部实验段爆炸图。
[0013]图3为本发明左铝块(右铝块)解剖图示意图。
[0014]图4为本发明测量块解剖图示意图。
[0015]图5为图1中外箱和支架后侧示意图。
[0016]图中:1-盖板，2-外箱及支架，3-保温棉，4-真空罩，5-真空罩环套，6_长螺栓，7-螺栓帽，8-短螺栓，9-夹板，10-PTC恒温加热块，11-水冷头，12-左铝块，13-测量块，14-右铝块，15-热电偶，21-箱体，22-支架，23-显示设备，24-散热风扇，25-散热片，26-水栗。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
[0018]如图1、图2、图3、图4、图5所示，本发明包括盖板1、外箱及支架2、保温棉3、真空罩4、真空罩环套5、长螺栓6、螺栓帽7、短螺栓8、夹板9、PTC恒温加热块10、水冷头11、左铝块12、测量块13、右铝块14、热电偶15 ;外箱及支架2由箱体21、支架22、显示设备23、散热风扇24、散热片25、水泵26组成，测量块13分别有铝合金、黄铜、不锈钢和45#钢三种材质的，PTC恒温加热块10通电后产生热量，热量经过左铝块12、测量块13、右铝块14，最后传递到水冷头11上，水冷头11再将热量传递给水冷头11里的水，水从水冷头11出来通过水管流到散热片25内，转动的散热风扇24会加速散热片25内水热量的散失，散失热量后的水最后经过水泵26增压再流回水冷头11，完成冷却水的循环。整个实验段用两块保温棉3包裹住，再用两个真空罩4将系统罩住，保证实验段温度不受外界干扰，两个真空罩4之间用真空罩环套5固定连接，真空罩环套5上开槽孔，使实验段内热电偶15导线、PTC恒温加热块10的导线和水冷头11的水管能穿过保温棉3和真空罩环套5引到外界。左铝块
12、测量块13和右铝块14分别在径向上打3个孔，孔一直延伸到轴线上，热电偶15测量端放到孔内，另一端接入显示设备23，显示设备23将接收到的温度信号整理计算，最后将计算结果(温度分布和测量块13、左铝块12及右铝块14的导热系数等)显示出来。
【主权项】
1.一种便携式多功能传热实验台，其特征在于:由外箱及支架、盖板、保温棉、真空罩、真空罩环套、长螺栓、短螺栓、夹板、PTC恒温加热块、测量块、水冷头、螺栓帽、热电偶、左铝块、右铝块组成；所述的外箱及支架由箱体、支架、散热片、散热风扇、水泵、显示设备组成；所述的测量块分别有铝合金、黄铜、不锈钢和45#钢四种材质的。2.根据权利要求1所述的一种便携式多功能传热实验台，其特征在于:所述的左铝块和所述的右铝块分别放在所述的测量块的两侧，所述的左铝块和所述的右铝块外底面开槽分别放置所述的PTC恒温加热块和所述的水冷头，两侧再用所述的夹板夹住，所述的短螺栓穿过所述的夹板内侧三个孔安装在所述的左铝块和所述的右铝块上，所述的长螺栓穿过两块所述的夹板与所述的螺栓帽装配在一起。3.根据权利要求1所述的一种便携式多功能传热实验台，其特征在于:所述的热电偶安装在所述的测量块、所述的左铝块和所述的右铝块的孔内，所述的热电偶由导线连接至所述的显示设备所述的，所述的显示设备会接收、处理和显示由所述的热电偶传递的温度信号。4.根据权利要求1所述的一种便携式多功能传热实验台，其特征在于:所述的水冷头、所述的散热片、所述的散热风扇和所述的水泵构成一个水冷头冷却系统。5.根据权利要求1所述的一种便携式多功能传热实验台，其特征在于:所述的PTC恒温加热块通电产生热量，所述的水冷头的水循环流动带走热量，这构成一个热量的传递和散失过程。6.根据权利要求1所述的一种便携式多功能传热实验台，其特征在于:所述的保温棉将整个实验段包裹住，再用所述的真空罩将所述的保温棉罩住，保证实验段温度与外界绝热。
【专利摘要】本发明涉及一种便携式多功能传热实验台，属于传热实验教学领域。所述的实验装置包括外箱及支架、盖板、保温棉、真空罩、真空罩环套、长螺栓、短螺栓、夹板、PTC恒温加热块、测量块、水冷头、螺栓帽、热电偶、左铝块、右铝块；所述的外箱及支架包括箱体、支架、散热片、散热风扇、水泵、显示设备；所述的热电偶设置在各处以测量温度；所述的PTC恒温加热块通电产生热量，最后热量传递到所述的水冷头上，由所述的水冷头、所述的散热片、所述的散热风扇和所述的水泵进行强化散热，完成散热和热量的持续传递。与现有技术相比，本发明结构巧妙，易操作、携带，能够完成多种传热实验，解决了传统实验设备难携带以、功能单一以及输出效果差的问题。
【IPC分类】G09B23/16
【公开号】CN105303936
【申请号】CN201410286814
【发明人】刘彦丰, 章少山, 王鹏程, 许加庆, 高正阳
【申请人】华北电力大学（保定）
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2014年6月25日