传热过程强化自组装实验装置的制作方法

本实用新型涉及一种传热过程强化自组装实验装置,用于化工原理实验教学中的传热实验。

背景技术：

化工原理实验是化工和近化工相关专业的专业基础必修课，属于工程实验范畴，具有显著的工程特点。每个实验项目都相当于化工生产中的一个单元操作，通过实验能建立起一定的工程概念，而传热实验是该课程教学中重要的环节之一。但是以往的实验都是在固定的设备上进行，所测试的内容较少，学生又只注重实验数据的测试和数据处理、实验现象的分析和实验结果的讨论，对传热强化过程的研究、实验装置的安装、调试以及实践动手等能力的培养有所欠缺。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对以上不足之处，提供了一种传热过程强化自组装实验装置。

本实用新型解决技术问题所采用的方案是，一种传热过程强化自组装实验装置，包括控制器、换热器、蒸汽发生器、风机，所述换热器为套管换热器，由换热管和套设在换热管外的外管组成，所述外管内设置有两根换热管，外管两端设置有快装接头，换热管经快装接头与外管相连接，所述外管上设置有观察窗，所述外管上部设置有不凝性气体排出口、泄压口，不凝性气体排出口上设置有排出阀，泄压口上设置有泄压阀，外管下部设有蒸汽出口、蒸汽入口，蒸汽入口经带有蒸汽进口阀的入气管路与蒸汽发生器相连接，入气管路上设置有压力表，蒸汽出口上设置有排气管路，排气管路上设置有蒸汽回收器，所述风机经进气管路与换热管输入端相连接，换热管输出端设置有排出管，进气管路上依次设置有装有调节阀的旁路、孔板流量计、温度传感器A、入气阀，排出管上设置有温度传感器B，外管内壁设置有温度传感器C，温度传感器A、温度传感器B、温度传感器C、风机、孔板流量计、压力表均与控制器电性连接。

进一步的，所述外管内设置有与蒸汽入口相连接的蒸汽分布器。

进一步的，所述快装接头为快装卡箍卡盘。

进一步的，所述蒸汽出口与蒸汽入口之间设置有压差计，进气管路与排出管之间设置有压差计，压差计与控制器电性连接。

进一步的，所述控制器设置在控制箱内，控制箱上设置有电源控制开关、风机开关、显示仪表，电源控制开关、风机开关、显示仪表均与控制器电性连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：结构简单设计合理，让实验者可以选择不同的换热管进行实验研究，以丰富实验测试内容；通过对多种数据的比较，加深对理论知识的理解，给实验者提供了动手安装工程管路的机会以及对设备各部件的深入了解，以培养实验者的动手能力和加强对化工设备的设计理念。

附图说明

下面结合附图对本实用新型专利进一步说明。

图1为该实用新型的结构示意图。

图中：

1-风机；2-调节阀；3-孔板流量计；4-温度传感器A；5-入气阀；6-排出阀；7-泄压阀；8-观察窗；9-换热器；10-温度传感器C；11-温度传感器B；12-压力表；13-蒸汽进口阀；14-冷凝水排出阀；15-蒸汽回收器；16-压差计；17-蒸汽发生器；18-控制箱。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

如图1所示，一种传热过程强化自组装实验装置，包括控制器、换热器、蒸汽发生器、风机，所述换热器为套管换热器，由换热管和套设在换热管外的外管组成，所述外管内设置有两根换热管，便在同一环境下对两根换热管的性能进行比较，外管两端设置有快装接头，换热管经快装接头与外管相连接，所述外管上设置有观察窗，观察窗前后通透，方便观察蒸汽冷凝效果，所述外管上部设置有不凝性气体排出口、泄压口，不凝性气体排出口上设置有排出阀，泄压口上设置有泄压阀，外管下部设有蒸汽出口、蒸汽入口，蒸汽入口经带有蒸汽进口阀的入气管路与蒸汽发生器相连接，入气管路上设置有压力表，蒸汽出口上设置有排气管路，排气管路上依次设置有冷凝水排出阀、蒸汽回收器，设置蒸汽回收器的目的是将未能冷凝的蒸汽在蒸汽回收器中进一步冷凝，以相对较低的温度排出系统管道，保证设备使用的安全性，所述风机经进气管路与换热管输入端相连接，换热管输出端设置有排出管，进气管路上依次设置有装有调节阀的旁路、孔板流量计、温度传感器A、入气阀，排出管上设置有温度传感器B，外管内壁设置有温度传感器C，温度传感器A、温度传感器B、温度传感器C、风机、孔板流量计、压力表均与控制器电性连接。

在本实施例中，所述外管内设置有与蒸汽入口相连接的蒸汽分布器，使换热器内蒸汽均匀，降低换热器内的蒸汽压力梯度和温度梯度。

在本实施例中，所述快装接头为快装卡箍卡盘。

在本实施例中，所述蒸汽出口与蒸汽入口之间设置有压差计，进气管路与排出管之间设置有压差计，压差计与控制器电性连接。

在本实施例中，所述控制器设置在控制箱内，控制箱上设置有电源控制开关、风机开关、显示仪表，电源控制开关、风机开关、显示仪表均与控制器电性连接。

使用时，将两根换热管安装好，然后在蒸汽发生器内注入水并加热使之产生蒸汽，蒸汽经蒸汽入口进入外管，对换热管进行加热，启动风机让空气经进气管路进入换热管并由排出管排出，经调节阀改变进气管路输入的空气流量大小，经孔板流量计、温度传感器A、温度传感器B、温度传感器C测取不同流量下的冷热流体的传热参数，测取的传热参数是空气流量、空气入口温度、空气出口温度、蒸汽温度，测试中产生的冷凝水和废蒸汽由蒸汽出口排出。

在本实施例中，两根换热管规格尺寸不同，方便在同一环境下对两根换热管的性能进行比较。

在本实施例中，换热管包括不同规格和尺寸的普通管以及槽纹管、横纹管、缩放管、翅片管、螺旋线圈强化管，除此以外，实验者能用自制强化管利用该装置进行实验以研究强化传热的效果和机理。

在本实施例中，本装置各部件安装固定在外框架上，外框架选用铝型材外框架。

上列较佳实施例，对本实用新型的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。