专利名称：一种淋水均匀性测试装置及测试方法
技术领域：
本发明涉及火/核电领域，具体来说，是一种精确测量冷却塔喷溅装置配水均匀性的测试装置及测试方法。
背景技术：
冷却塔的作用是通过凝汽器内乏汽与冷却水换热后，将携带乏汽废热的冷却水在塔内与空气进行热交换，使废热传输给空气并散入大气。冷却塔的特点是空气与水直接接触，通过接触传热和蒸发散热，把水中的热量传输给空气，热交换效率较高，水被冷却的极限温度为空气的湿球温度。冷却塔的冷却效果好坏，主要是淋水填料的冷却数来决定的，而冷却塔配水系统好坏却直接影响淋水填料的性能发挥。冷却塔的配水系统是将进入冷却塔中的热水均匀地淋洒在填料的顶面上，淋水的均匀性对冷却塔的冷却效果影响极大。无论哪种填料，如果淋不到水，那么这一部分填料就不能起到冷却作用。若填料是点滴式填料，空气在没有淋水的填料区通过的量比有水区大，降低冷却塔的效率是明显的；对于薄膜式填料，空气的重新分配不如点滴式填料明显，但通过无水的填料区的空气没有参与塔内的热交换过程，塔的效率也必然是下降的。对于自然通风冷却塔的影响，除上述外，还会减低冷却塔的通风量。即使是填料都能够淋到热水，如果配水的均匀性不好，也会使冷却塔的效果变坏。有试验资料表明，对于4000 m2塔配水均布系数由0增大到0. 2，水温升高0. 2°C;均布系数达0. 4时，温度升高近1°C;均布系数达到0. 7时，温度升高了 4°C。可见配水均匀性在冷却塔中所起的作用之大。现有对喷溅装置淋水均匀性是通过的计算得到的，根据国际标准DL/T933-2005中记载以单一喷头的径向水量为依据，取一代表性区域为统计范围，将所有邻近喷头对该区域所涉及到的各微元面积上的落水量进行叠加，得到该区域以微元为单位的水量分布状态，再进行均方差计算，可称为喷头组合均布系数或均方差ay即 ⑴其中，N为微单元数Ai为第i个单元格内的溅落叠加水量高度；尤为N个微单的平均落水量高度。但由于相邻喷头间的淋水会相互碰撞，上述计算所得的均布系数不能够考虑喷头淋水的相互碰撞，是一种简化的理想状态，与实际的均布系数不相符合，存在误差结果并不准确。
发明内容
本发明针对上述不足，提出通过测量获得喷溅装置淋水均匀性的装置，测量结果可以真实反应喷装置的配水均匀性。一种淋水均匀性测试装置，包括集水盘、导流管、电磁流量计、支架、升降机构、数据转换模块、数据采集系统。其中，支架为筒状框架结构，支架顶部设置有集水盘；所述集水盘为底面密闭的矩形筒状结构，底面为水平面；集水盘内部通过隔板分割为至少100个具有相同尺寸的集水微单元格，每个集水微单元格尺寸范围为50mmX 50mnTl00mmX 100mm ；隔板的顶面与集水
盘顶面齐平。每个集水微单元格底面中心处连通有一根导流管，各导流管均与水平面垂直；各导流管上安装有电磁流量计；每个电磁流量计均与数据转换模块相连，通过电磁流量计采集各电磁流量计测得的每根导流管中淋水流量，将每根导流管中淋水流量电信号发送数据
转换模块转换为流量数据，发送给数据采集系统，由此通过数据采集系统可直接获得各集水微单元格的淋水量和均布系数。由此通过升降机构调整喷溅装置中喷头到集水盘的距离，可获得不同的均布系数，经过多个距离试验便可得到喷溅装置中喷头到集水盘(填料顶面)的最佳距离。本发明还提出一种淋水均匀性测试方法，通过下述步骤完成步骤I :设置集水盘；将内部具有集水微单元格的集水盘水平设置在喷溅装置的喷头下方需测试区域处。步骤2 喷溅装置淋水；开启喷溅装置的喷头向集水盘中各个集水微单元格中持续淋水。步骤3 :各集水微单元格中淋水流量实时测量；通过在各个集水微单元格底面中心处竖直连通一根导流管，且在各个导流管上安装电磁流量计，使各集水微单元格中的淋水流入导流管中，由此通过各个电磁流量计实时获取每个集水微单元格中淋水的流量。步骤4 :对各集水微单元格中淋水流量实时采集；将各个电磁流量计获取的流量电信号数据转换为流量数据，发送给计算机进行实时米集。通过在步骤I中调整喷头到集水盘I的距离，进行步骤2 4，即可获得喷头到集水盘I间不同距离的淋水均布系数，如此反复，便可得到喷溅装置中喷头到集水盘I (填料顶面)的最佳距离。上述支架设置在升降机构上，所述升降机构为手动液压升降平台车。本发明的优点在于I、本发明淋水均匀性测试装置，整体结构简单，可方便调节被测面积与与喷溅装置出口的垂直距离，进行喷溅装置布置的优化；2、本发明淋水均匀性测试方法，测量得到的淋水均匀性结果相对计算获得的结果更加符合实际；3、本发明淋水均匀性测试装置采用电磁流量计进行不同微单元的水量，操作简单读数快捷准确。
图I为本发明淋水均匀性测试装置整体结构侧视示意图2为本发明淋水均匀性测试装置中集水盘结构俯视图；图3为具有倒锥形底面集水微单元格的集水盘结构及安装方式示意图；图4为本发明淋水均匀性测试方法整体流程图；图5为采用本发明淋水均匀性测试方法时集水盘、导流管与电磁流量计设置方式示意图。图中I-集水微单元格 2-导流管3-电磁流量计4-支架5-升降机构6-数据转换模块 7-数据采集系统 8-排水管101-隔板102-集水微单元格 401-支撑板
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步说明。本发明淋水均匀性测试装置，包括集水盘I、导流管2、电磁流量计3、支架4、升降机构5、数据转换模块6、数据采集系统7，如图I所示。其中，支架4为矩形筒状框架结构，上部内侧周向水平固定有支撑板401，支撑板401用来对集水盘I进行支撑定位。支架4四个侧面上安装有开关门，在实验时关闭开关门，放置水溅入支架4内部；打开开关门时便可进行支架4内部器件检修工作。所述集水盘I为底面密闭的矩形筒状结构，底面为水平面。集水盘I外侧周向尺寸与支架4内侧周向尺寸相等，且集水盘I的高度与支撑板到支架4顶面距离相等。集水盘I设置在支架4支撑板上，通过支撑板对集水盘I进行支撑与定位。集水盘I内部通过隔板101分割为至少100个具有相同尺寸的集水微单元格102，每个集水微单元格尺寸范围为50mmX50mnTl00mmX IOOmm ;隔板101的顶面与集水盘I顶面齐平。上述集水盘I与隔板101厚度均不大于3mm，均采用不易生锈的材质；且相邻集水微单元格102间保证不会透水；集水盘I的横截面积与集水微单元格102的个数可根据与需要测试的喷溅装置布置间距以及需要测试的均匀性最小微单元尺寸而改变，将集水盘I设置在喷溅装置下方，通过各个集水为单元格102来对淋水进行收集。本实施例中集水盘I横截面为边长IOOcm的正方形，内部通过隔板101分割为横竖各10个横截面为边长IOcm的正方形集水微单元格，如图2所示。每个集水微单元格102底面中心处连通有一根导流管2，各导流管2均与水平面垂直。各导流管上安装有电磁流量计3，电磁流量计3位于距导流管2入水端10倍直径处或距出水端5倍直径处。每个电磁流量计3均与数据转换模块6相连，通过电磁流量计3实时获取各导流管2中淋水流量，将每根导流管2中淋水流量电信号发送数据转换模块6转换为流量数据，发送给数据采集系统7，由此通过数据采集系统7可直接实时获得各集水微单元格102的淋水量和均布系数。上述电磁流量计3 口径可根据集水微单元格102的尺寸来选择适合的流量测量范围，使得流量测量精度达到0. 5级别。上述各导流管2出水端均连通有一根排水管8，排水管8为胶质软管，也可采用与导流管2相同材料，由此每个集水微单元格102中得淋水进入到导流管2后，可由各排水管8由支架4中排出到外部集水池中。
本发明中为了更好的对集水盘I中的淋水进行收集，如图3所示，将每个集水微单元格102底面均设计为倒锥形结构，在锥尖处连通导流管，由此使集水盘I中的冷却水可水全部集中流向锥尖处，进入导流管。上述支架4设置在升降机构5中，所述升降机构5为一手动液压升降平台车，可调节高度在0. 3^1. 5m。支架4安装在手动液压升降平台车顶面上，同时将数据转换模块6也设置在手动液压升降平台车顶面，通过手动液压升降平台车可对集水盘I的位置进行调整，从而使本发明淋水均匀性测试装置可测量喷溅装置不同位置的淋水均匀性，包括集水盘I位于喷溅装置的区域调整，以及集水盘I与喷溅装置中喷头间的高度调整。由此通过升降机构5调整喷溅装置中喷头到集水盘I的距离，可获得不同的均布系数，经过多个距离试验便可得到喷溅装置中喷头到集水盘I (填料顶面)的最佳距离。本发明还提出一种淋水均匀性测试方法，通过下述步骤完成步骤I :设置集水盘I ;将内部具有集水微单元格102的集水盘I水平设置在喷溅装置的喷头下方需测试 区域处。步骤2 :喷溅装置淋水；开启喷溅装置(多喷头组合)的喷头向集水盘I中各个集水微单元格102中持续淋水。步骤3 :各集水微单元格102中淋水流量实时测量；通过在各个集水微单元格102底面中心处竖直连通一根导流管2，且在各个导流管2上安装电磁流量计3，使各集水微单元格102中的淋水流入导流管2中，由此通过各个电磁流量计3可实时获取每个导流管2中淋水的流量，即每个集水微单元格102中淋水的流量。淋水经导流管最终流入到外部集水池中。步骤4 :对各集水微单元格102中淋水流量实时采集。将各个电磁流量计3获取的流量电信号数据转换为流量数据，发送给数据采集系统7 (计算机)进行实时采集，由此可直观的得到各个集水微单元格102中淋水的流量数据及淋水的均布系数通过在步骤I中调整喷头到集水盘I的距离，进行步骤2 4，即可获得喷头到集水盘I间不同距离的淋水均布系数，如此反复，便可得到喷溅装置中喷头到集水盘I (填料顶面)的最佳距离。
权利要求
1.一种淋水均匀性测试装置，包括集水盘、导流管、电磁流量计、支架、升降机构、数据转换模块、数据采集系统； 其中，支架为筒状框架结构，支架顶部设置有集水盘；所述集水盘为底面密闭的矩形筒状结构，底面为水平面；集水盘内部通过隔板分割为至少100个具有相同尺寸的集水微单元格，每个集水微单元格尺寸范围为50mmX 50mnTl00mmX 100mm ；隔板的顶面与集水盘顶面齐平； 每个集水微单元格底面中心处连通有一根导流管，各导流管均与水平面垂直；各导流管上安装有电磁流量计；每个电磁流量计均与数据转换模块相连，通过电磁流量计采集各电磁流量计测得的每根导流管中淋水流量，将每根导流管中淋水流量电信号发送数据转换模块转换为流量数据，发送给数据采集系统，由此通过数据采集系统可直接获得各集水微单元格的淋水量和均布系数； 上述支架设置在升降机构上，所述升降机构为手动液压升降平台车。
2.如权利要求I所述的一种淋水均匀性测试装置，其特征在于所述支架上部内侧周向水平固定有支撑板，通过支撑板支撑定位集水盘。
3.如权利要求I或2所述的一种淋水均匀性测试装置，其特征在于所述集水盘外侧周向尺寸与支架内侧周向尺寸相等，且集水盘的高度与支撑板到支架顶面距离相等。
4.如权利要求I所述的一种淋水均匀性测试装置，其特征在于所述集水盘与隔板厚度均不大于3mm。
5.如权利要求I所述的一种淋水均匀性测试装置，其特征在于所述集水盘横截面为边长IOOcm的正方形，内部通过隔板分割为横竖各10个横截面为边长IOcm的正方形集水微单元格。
6.如权利要求I所述的一种淋水均匀性测试装置，其特征在于所述各导流管的入水端分别与每个集水微单元格底面中心处连通。
7.如权利要求I所述的一种淋水均匀性测试装置，其特征在于所述电磁流量计位于距导流管入水端10倍直径处或距出水端5倍直径处；电磁流量计流量测量精度为0. 5级别。
8.如权利要求I所述的一种淋水均匀性测试装置，其特征在于上述各导流管出水端均连通有一根排水管，排水管为胶质软管。
9.如权利要求I所述的一种淋水均匀性测试装置，其特征在于所述每个集水微单元格底面均设计为倒锥形结构，在锥尖处连通导流管。
10.一种淋水均匀性测试方法，通过下述步骤完成 步骤I :设置集水盘； 将内部具有集水微单元格的集水盘水平设置在喷溅装置的喷头下方需测试区域处； 步骤2 :喷溅装置淋水； 开启喷溅装置的喷头向集水盘中各个集水微单元格中持续淋水； 步骤3 :各集水微单元格中淋水流量实时测量； 通过在各个集水微单元格底面中心处竖直连通一根导流管，且在各个导流管上安装电磁流量计，使各集水微单元格中的淋水流入导流管中，由此通过各个电磁流量计实时获取每个集水微单元格中淋水的流量；步骤4 :对各集水微单元格中淋水流量实时采集； 将各个电磁流量计 获取的流量电信号数据转换为流量数据，发送给计算机进行实时采集。
全文摘要
本发明公开一种淋水均匀性测试装置及测试方法，将内部具有集水微单元格的集水盘设置在位于升降机构上的支架顶部，用来采集淋水；每个集水微单元格底面连通导流管，各导流管上安装电磁流量计；各电磁流量计与数据转换模块相连，由电磁流量计实时采集每根导流管中淋水流量，并将其发送数据转换模块转换为流量数据，发送给数据采集系统直接获得各集水微单元格的淋水量和均布系数；由此通过升降机构调整喷溅装置中喷头到集水盘的距离，可获得不同的均布系数，经过多个距离试验便可得到喷溅装置中喷头到集水盘(填料顶面)的最佳距离。本发明测得的结果比计算的结果更符合实际；且方便调节被测面积与喷溅装置出口的垂直距离，进行喷溅装置布置的优化。
文档编号G01M13/00GK102706550SQ20121017973
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月1日 优先权日2012年6月1日
发明者冯晶, 宋小军, 宋志勇, 赵顺安, 黄春花 申请人:中国水利水电科学研究院