一种超临界二氧化碳流动传热异化实验装置及实验方法

文档序号:37355750发布日期:2024-03-18 18:40阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种超临界二氧化碳流动传热异化实验装置,其特征在于:包括主循环回路、冷凝系统和电加热系统;

2.根据权利要求1所述的一种超临界二氧化碳流动传热异化实验装置,其特征在于:通过调节制冷机(10)的制冷温度和旁路上的冷却液调节阀(21),控制二氧化碳冷凝后回到储液罐(1)的温度。

3.根据权利要求1所述的一种超临界二氧化碳流动传热异化实验装置,其特征在于:所述主循环回路通过桁架结构固定,套管式冷凝器(8)与实验段(7)有高度差,套管式冷凝器(8)与预热段(6)有高度差,自然循环驱动力强。

4.根据权利要求1所述的一种超临界二氧化碳流动传热异化实验装置,其特征在于:所述主循环回路通过冷源套管式冷凝器(8)与热源预热段(6)和实验段(7)的高度差以及二氧化碳密度差产生的驱动力形成自然循环,具体操作为关闭柱塞泵(3)、第一截止阀(14)和第一背压阀(v1)以及开启第二截止阀(15),实现所述实验装置由强迫循环切换到自然循环方式。

5.根据权利要求1所述的一种超临界二氧化碳流动传热异化实验装置,其特征在于:所述主循环回路通过开启第三截止阀(17)和第六截止阀(20)以及关闭第四截止阀(18)和第五截止阀(19),使超临界二氧化碳在实验段(7)中竖直向上流动;所述主循环回路通过关闭第三截止阀(17)和第六截止阀(20)以及开启第四截止阀(18)和第五截止阀(19),使超临界二氧化碳在实验段(7)中竖直向下流动。

6.根据权利要求1所述的一种超临界二氧化碳流动传热异化实验装置,其特征在于:所述实验段(7)为圆管实验段,直接由实验段直流电源(29)通电加热,功率控制灵敏度高;所述实验段(7)壁面上每隔预设距离等距布置有t型贴片式热电偶(30)测量壁温,实验段(7)进出口中心位置插入t型铠装热电偶(31)测量流体温度,实时监测实验段壁面及流体温度状态;实验段(7)能够通过快拆式绝缘法兰(32)快速更换,实现不同尺寸实验段的流动热特性研究。

7.根据权利要求1所述的一种超临界二氧化碳流动传热异化实验装置,其特征在于:所述主循环回路和冷凝系统的管道及阀门包有气凝胶保温棉,以便有效保温。

8.根据权利要求1所述的一种超临界二氧化碳流动传热异化实验装置,其特征在于:所述储液罐(1)顶部设有第一安全阀(26),实验段(7)出口设有第二安全阀(25),以防止储液罐(1)及实验段(7)意外超压带来的危险,保障人员安全。

9.权利要求1至8任一项所述实验装置对应的实验方法,其特征在于:实验开始前对所述实验装置进行充水检漏、水压实验、气密性测试,确保回路在高压状态下无泄漏;


技术总结
一种超临界二氧化碳流动传热异化实验装置及实验方法,该装置包括储液罐、过滤器、柱塞泵、囊式蓄能器、质量流量计、预热段、实验段、套管式冷凝器、背压阀及相关管件和设备组成的主循环回路,由套管式冷凝器、制冷机及相关管件和设备组成的冷凝系统,由直流电源及相关设备组成的电加热系统。本发明还提供了该装置的实验方法;本发明能够满足在强迫循环和自然循环下,超临界二氧化碳在竖直圆管中不同流向的传热异化特性实验研究需要。

技术研发人员:张魁,杨海阔,田文喜,苏光辉,秋穗正
受保护的技术使用者:西安交通大学
技术研发日:
技术公布日:2024/3/17
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