專利名稱：可視化動態(tài)水過冷凍結(jié)實驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及ー種可視化動態(tài)水過冷凍結(jié)實驗裝置，可用于動態(tài)制取冰漿或動態(tài)水凍結(jié)等實驗中作為反應(yīng)容器。
背景技術(shù)：
目前在過冷水制取冰漿實驗中，往往采用套管換熱器作為過冷器，但是套管換熱器一般是不具備可視化能力的，因此在實驗過程中無法觀察到管內(nèi)的流動和換熱情況，更無法觀察到過冷、結(jié)晶的過程，甚至由于過冷器內(nèi)溫度測量困難，溫度測點分布較少，一般只能對進出口的溫度進行分析，大大的影響了各種因素對過冷度影響的分析。而且在實驗過程中，過冷水處于亞穩(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)無法直接看至IJ，更無法及時做出處理，只能通過壓カ的改變來反應(yīng)冰堵的程度，反饋能力相對滯后。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的就是鑒于動態(tài)水過冷過程中，往往套管過冷器的采用而導(dǎo)致實驗過程不能夠直接觀察，無法隨時記錄實驗現(xiàn)象，因此從可視化的角度出發(fā)，提供一種可視化動態(tài)水過冷凍結(jié)實驗裝置，它的外管采用有機玻璃材料，水在外管中循環(huán)流動，保證實驗過程的透明程度，便于從外部對實驗過程直接進行拍攝，從而更好的控制實驗的進行，對實驗現(xiàn)象、實驗結(jié)果的分析也更加清晰透徹。并對外管布置一定的溫度測點，進ー步把握流體的溫度場分布，對過冷度的分布進而可以加以分析確定。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案一種可視化動態(tài)水過冷凍結(jié)實驗裝置，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)有出水口和進水口 ；在外管內(nèi)壁設(shè)有若干溫度檢測孔；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，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)裝置中流動換熱，水經(jīng)過載冷溶液降溫逐漸進入過冷狀態(tài)，甚至產(chǎn)生結(jié)晶并附著生長。若水處于過冷狀態(tài)并穩(wěn)定流動，未發(fā)生結(jié)晶現(xiàn)象，則在離開凍結(jié)裝置后通過過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ー步生長，這樣就可以在凍結(jié)過程進行的同時，從外部搭設(shè)相機對凍結(jié)發(fā)展過程進行實時的拍攝記錄。有機玻璃材料本身導(dǎo)熱率較低，不僅滿足了可視化的要求，對保溫的效果也比較理想，為保證一定的耐壓能力，壁厚較大，所以整個側(cè)壁可以清晰的看到內(nèi)部實驗的進行。整個過程的可視化程度較高，因此對實驗的進行的控制更加準確，實驗現(xiàn)象也更加清晰，降低了采集和處理實驗圖像的難度，解決了對高精度、昂貴儀器的依賴，一旦發(fā)生結(jié)晶就可以及時處理，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分布變化，進而了解過冷度分布的變化，對于分析過冷度的影響因素，預(yù)測結(jié)晶發(fā)生位置都有重
要意義。本實用新型的有益效果是在實際應(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行保溫，內(nèi)管外側(cè)為進一歩提高過冷度，可以噴涂相關(guān)的高分子有機涂層，溫度測試孔安裝好熱電偶后即可用密封膠密封。

圖I為本實用新型可視化動態(tài)水過冷凍結(jié)實驗裝置的結(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.溫度檢測孔，7.進水 □。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖與實施例對本實用新型做進ー步說明。圖I中，內(nèi)管3嵌套安裝在外管I上構(gòu)成了可視化過冷凍結(jié)實驗裝置。外管I兩端是封閉的，通過進水口 7，出水ロ 4與水循環(huán)系統(tǒng)連接，達到循環(huán)降溫目的。外管I沿軸向分布有ー排溫度檢測孔6，用于安裝熱電偶，進行溫度場的測量，同時不影響流場分布。內(nèi)管3前后兩端開通，通過冷媒入口 5和冷媒出口 8與低溫制冷系統(tǒng)連接，保證載冷液過冷器與恒溫槽間循環(huán)流動，提供恒定低溫環(huán)境，與水進行換熱。內(nèi)管3外側(cè)需進行酸洗，并進行處理形成鈍化層2，以保證表面光潔程度，提高過冷度。有機玻璃材料采用IOmm厚的有機玻璃板和管進行加工，可以提供足夠的耐壓能力和良好的保溫性能。
權(quán)利要求1.一種可視化動態(tài)水過冷凍結(jié)實驗裝置，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)有出水口和進水口 ；在外管內(nèi)壁設(shè)有若干溫度檢測孔；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所述的可視化動態(tài)水過冷凍結(jié)實驗裝置，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所述的可視化動態(tài)水過冷凍結(jié)實驗裝置，其特征是，所述溫度檢測孔內(nèi)設(shè)有熱電偶，采用密封膠密封。
專利摘要本實用新型公開了一種可視化動態(tài)水過冷凍結(jié)實驗裝置，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)有出水口和進水口；在外管內(nèi)壁設(shè)有若干溫度檢測孔；內(nèi)管一端為冷媒入口，另一端為冷媒出口。本實用新型的外管采用有機玻璃材料，水在外管中循環(huán)流動，保證實驗過程的透明程度，便于從外部對實驗過程直接進行拍攝，從而更好的控制實驗的進行，對實驗現(xiàn)象、實驗結(jié)果的分析也更加清晰透徹。并對外管布置一定的溫度測點，進一步把握流體的溫度場分布，對過冷度的分布進而可以加以分析確定。
文檔編號F25B40/02GK202420046SQ20122001541
公開日2012年9月5日 申請日期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 申請人:山東大學(xué)