專(zhuān)利名稱(chēng)：可視化動(dòng)態(tài)水過(guò)冷凍結(jié)實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種可視化動(dòng)態(tài)水過(guò)冷凍結(jié)實(shí)驗(yàn)裝置，可用于動(dòng)態(tài)制取冰漿或動(dòng)態(tài)水凍結(jié)等實(shí)驗(yàn)中作為反應(yīng)容器。
背景技術(shù)：
目前在過(guò)冷水制取冰漿實(shí)驗(yàn)中，往往采用套管換熱器作為過(guò)冷器，但是套管換熱器一般是不具備可視化能力的，因此在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中無(wú)法觀察到管內(nèi)的流動(dòng)和換熱情況，更無(wú)法觀察到過(guò)冷、結(jié)晶的過(guò)程，甚至由于過(guò)冷器內(nèi)溫度測(cè)量困難，溫度測(cè)點(diǎn)分布較少，一般只能對(duì)進(jìn)出口的溫度進(jìn)行分析，大大的影響了各種因素對(duì)過(guò)冷度影響的分析。而且在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，過(guò)冷水處于亞穩(wěn)定狀態(tài)，極易發(fā)生凍結(jié)并產(chǎn)生冰堵，而套管換熱器內(nèi)無(wú)法直接看至IJ，更無(wú)法及時(shí)做出處理，只能通過(guò)壓カ的改變來(lái)反應(yīng)冰堵的程度，反饋能力相對(duì)滯后。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是鑒于動(dòng)態(tài)水過(guò)冷過(guò)程中，往往套管過(guò)冷器的采用而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)過(guò)程不能夠直接觀察，無(wú)法隨時(shí)記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，因此從可視化的角度出發(fā)，提供一種可視化動(dòng)態(tài)水過(guò)冷凍結(jié)實(shí)驗(yàn)裝置，它的外管采用有機(jī)玻璃材料，水在外管中循環(huán)流動(dòng)，保證實(shí)驗(yàn)過(guò)程的透明程度，便于從外部對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程直接進(jìn)行拍攝，從而更好的控制實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析也更加清晰透徹。并對(duì)外管布置一定的溫度測(cè)點(diǎn)，進(jìn)ー步把握流體的溫度場(chǎng)分布，對(duì)過(guò)冷度的分布進(jìn)而可以加以分析確定。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種可視化動(dòng)態(tài)水過(guò)冷凍結(jié)實(shí)驗(yàn)裝置，它包括外管和嵌套在外管內(nèi)的內(nèi)管，內(nèi)管與外管間留有空腔，外管采用透明材料制成，兩端封閉，設(shè)有出水口和進(jìn)水口 ；在外管內(nèi)壁設(shè)有若干溫度檢測(cè)孔；內(nèi)管一端為冷媒入ロ，另一端為冷媒出ロ。所述內(nèi)管的外壁設(shè)有鈍化層。所述溫度檢測(cè)孔內(nèi)設(shè)有熱電偶，采用密封膠密封。本凍結(jié)裝置的內(nèi)管與低溫制冷系統(tǒng)連接，其中載冷溶液循環(huán)流動(dòng)，保證一定的低溫環(huán)境，外管中與水循環(huán)系統(tǒng)相連接。水與載冷溶液在凍結(jié)裝置中流動(dòng)換熱，水經(jīng)過(guò)載冷溶液降溫逐漸進(jìn)入過(guò)冷狀態(tài)，甚至產(chǎn)生結(jié)晶并附著生長(zhǎng)。若水處于過(guò)冷狀態(tài)并穩(wěn)定流動(dòng)，未發(fā)生結(jié)晶現(xiàn)象，則在離開(kāi)凍結(jié)裝置后通過(guò)過(guò)冷解除裝置就可以發(fā)生相變得到冰水混合物，即冰漿，而若在離開(kāi)凍結(jié)裝置前就發(fā)生的結(jié)晶現(xiàn)象，冰晶附著在壁面上并進(jìn)ー步生長(zhǎng)，這樣就可以在凍結(jié)過(guò)程進(jìn)行的同時(shí)，從外部搭設(shè)相機(jī)對(duì)凍結(jié)發(fā)展過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)的拍攝記錄。有機(jī)玻璃材料本身導(dǎo)熱率較低，不僅滿(mǎn)足了可視化的要求，對(duì)保溫的效果也比較理想，為保證一定的耐壓能力，壁厚較大，所以整個(gè)側(cè)壁可以清晰的看到內(nèi)部實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行。整個(gè)過(guò)程的可視化程度較高，因此對(duì)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行的控制更加準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象也更加清晰，降低了采集和處理實(shí)驗(yàn)圖像的難度，解決了對(duì)高精度、昂貴儀器的依賴(lài)，一旦發(fā)生結(jié)晶就可以及時(shí)處理，而不至于發(fā)生冰堵。采用溫度采集裝置，可以直接的掌握外管中水的溫度場(chǎng)分布變化，進(jìn)而了解過(guò)冷度分布的變化，對(duì)于分析過(guò)冷度的影響因素，預(yù)測(cè)結(jié)晶發(fā)生位置都有重
要意義。本實(shí)用新型的有益效果是在實(shí)際應(yīng)用中比較方便，外管外側(cè)為保證絕熱，可以添加ー層保溫材料進(jìn)行保溫，內(nèi)管外側(cè)為進(jìn)一歩提高過(guò)冷度，可以噴涂相關(guān)的高分子有機(jī)涂層，溫度測(cè)試孔安裝好熱電偶后即可用密封膠密封。

圖I為本實(shí)用新型可視化動(dòng)態(tài)水過(guò)冷凍結(jié)實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，I.外管，2.鈍化層，3.內(nèi)管，4.出水ロ，5.冷媒入口，6.溫度檢測(cè)孔，7.進(jìn)水 □。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)ー步說(shuō)明。圖I中，內(nèi)管3嵌套安裝在外管I上構(gòu)成了可視化過(guò)冷凍結(jié)實(shí)驗(yàn)裝置。外管I兩端是封閉的，通過(guò)進(jìn)水口 7，出水ロ 4與水循環(huán)系統(tǒng)連接，達(dá)到循環(huán)降溫目的。外管I沿軸向分布有ー排溫度檢測(cè)孔6，用于安裝熱電偶，進(jìn)行溫度場(chǎng)的測(cè)量，同時(shí)不影響流場(chǎng)分布。內(nèi)管3前后兩端開(kāi)通，通過(guò)冷媒入口 5和冷媒出口 8與低溫制冷系統(tǒng)連接，保證載冷液過(guò)冷器與恒溫槽間循環(huán)流動(dòng)，提供恒定低溫環(huán)境，與水進(jìn)行換熱。內(nèi)管3外側(cè)需進(jìn)行酸洗，并進(jìn)行處理形成鈍化層2，以保證表面光潔程度，提高過(guò)冷度。有機(jī)玻璃材料采用IOmm厚的有機(jī)玻璃板和管進(jìn)行加工，可以提供足夠的耐壓能力和良好的保溫性能。
權(quán)利要求1.一種可視化動(dòng)態(tài)水過(guò)冷凍結(jié)實(shí)驗(yàn)裝置，它包括外管和嵌套在外管內(nèi)的內(nèi)管，內(nèi)管與外管間留有空腔，其特征是，所述外管采用透明材料制成，兩端封閉，設(shè)有出水口和進(jìn)水口 ；在外管內(nèi)壁設(shè)有若干溫度檢測(cè)孔；內(nèi)管一端為冷媒入口，另一端為冷媒出口。
2.如權(quán)利要求I所述的可視化動(dòng)態(tài)水過(guò)冷凍結(jié)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是，所述內(nèi)管的外壁設(shè)有鈍化層。
3.如權(quán)利要求I所述的可視化動(dòng)態(tài)水過(guò)冷凍結(jié)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是，所述溫度檢測(cè)孔內(nèi)設(shè)有熱電偶，采用密封膠密封。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種可視化動(dòng)態(tài)水過(guò)冷凍結(jié)實(shí)驗(yàn)裝置，它包括外管和嵌套在外管內(nèi)的內(nèi)管，內(nèi)管與外管間留有空腔，外管采用透明材料制成，兩端封閉，設(shè)有出水口和進(jìn)水口；在外管內(nèi)壁設(shè)有若干溫度檢測(cè)孔；內(nèi)管一端為冷媒入口，另一端為冷媒出口。本實(shí)用新型的外管采用有機(jī)玻璃材料，水在外管中循環(huán)流動(dòng)，保證實(shí)驗(yàn)過(guò)程的透明程度，便于從外部對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程直接進(jìn)行拍攝，從而更好的控制實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析也更加清晰透徹。并對(duì)外管布置一定的溫度測(cè)點(diǎn)，進(jìn)一步把握流體的溫度場(chǎng)分布，對(duì)過(guò)冷度的分布進(jìn)而可以加以分析確定。
文檔編號(hào)F25B40/02GK202420046SQ20122001541
公開(kāi)日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2012年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月13日
發(fā)明者周子鵬, 趙紅霞, 韓吉田 申請(qǐng)人:山東大學(xué)