申请/专利权人：大连理工大学

申请日：2024-03-27

公开（公告）日：2024-06-14

公开（公告）号：CN118191007A

主分类号：G01N25/16

分类号：G01N25/16

优先权：

专利状态码：在审-公开

法律状态：2024.06.14#公开

摘要：本发明属于结构表面对流换热分析技术领域，特别涉及一种测量平板状构件表面对流换热系数的实验装置及方法。本发明采用两个相同的实验件对称夹持加热片的双面结构，实现了对称加热，并在流道中双侧吹风，使加热片产生的热量平均地散向两侧，以总发热量的一半作为计算一侧平板表面换热的热流值。这样解决了传统的单侧加热方式中，加热片一侧无法绝热导致热损失较大的问题，大幅减少了非绝热损失和系统误差，从而提高了实验的准确性。本发明在保证结构强度的情况下，空心框架结构采用较薄的壁厚，通过缩减导热面积抑制热量传递，减少发生在夹持装置与平板实验件接触面的热损失，尽可能地达到绝热的效果，提高了实验的精度。

主权项：1.一种测量平板表面对流换热系数的实验装置，其特征在于，包括气源风机1、流量计2、测量段3以及实验段6；气源风机1形成的高压流量，使工质首先流经流量计2并测得其质量流量m∞，然后流经测量段3，并利用压力测量系统4和温度测量系统5，测量来流工质的总压和p*∞和温度T∞；工质在进入到实验段6后，沿插入进实验段流道7的夹持装置16的两侧平行表面吹过，同时也从两侧对称放置的两个平板实验件11的表面吹过，在其表面形成近似平板流动；同时双通道电源15对平板实验件11底面的薄膜加热片21施加电流，薄膜加热片21包含主加热区22和陪衬加热区23两部分，使其释放电阻热；热流在使得两个平板实验件11均升温后，经平板待测表面，与管内来流形成近似一维平板对流换热过程，并被工质带走；当来流和加热功率P均处于稳定状态时，通过红外热像仪9测量平板实验件11外表面的平均温度TW，进而通过一维平板对流换热公式计算得到平板实验件11外表面的对流换热系数α；两个材质和尺寸完全相同的平板实验件11被对称的置于夹持装置16的两侧，再被固定在实验段流道7的中央，两件平板实验件11将一片薄膜加热片21对称且紧密的夹在内部；所述的夹持装置16的内部设计为空心框架结构20，依靠其内部的加热膜夹持台19和实验件安装孔24来固定薄膜加热片21和平板实验件11；空心框架结构20采用较薄的壁厚；实验件及插入框架28的装配过程：首先分别将两块平板实验件11放置在两个夹持装置16的实验件安装孔24内，并采用导热胶分别将薄膜加热片21的主加热区22与平板实验件11底面粘接，以及陪衬加热区23与加热膜夹持台19粘接，然后通过引线14接入外部的双通道电源15，再扣合两个对开的夹持装置16，最后通过螺钉和螺母进行紧固，完成对实验件及插入框架28的装配；实验段框架29的装配过程：首先将两块红外玻璃10分别安装在与其尺寸相同的两个红外观察窗口27内，既形成了实验段流道7的一部分，又可使红外波段的辐射透过并被红外热像仪9采集，然后采用螺钉紧固，从而将压紧环25贴紧在红外玻璃10上，即完成了实验段框架29的装配；实验段6的装配过程：在完成上述装配后，首先将实验件及插入框架28穿过实验段框架29上壁面的实验件及插入框架的插入孔26，然后采用螺栓紧固，使实验件及插入框架28固定在实验段框架29内，即完成实验段6的装配；装配完成的实验段6与上游的测量段3相连接，完成实验装置的装配。

全文数据：

权利要求：

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