本发明专利技术公开了属于热力性能检测技术领域的一种高温空气复合保温管道热力性能集成检测系统及应用。该集成检测系统由控制与数据采集系统和恒温小室构成。控制与数据采集系统一方面采集温度、电流、电能、电加热器输出功率和热流等数据，另一方面控制工作钢管和辅助性工作钢管的温度以及调节电加热器和辅助性电加热器的输出功率；恒温小室将试验管段温度保持在一定范围内。本发明专利技术的有益效果为：实现了对温度、电流、电能、电加热器输出功率和热流等参数的自动记录和自动控制，测试结果准确并具有较高的可靠性，有助于研究该类复合管道的传热过程和机理。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于热力性能检测
，特别涉及一种高温空气复合保温管道热力性能集成检测系统及应用。
技术介绍
热力管道是集中供热系统输送热水、蒸汽等热媒的重要组成部分。近年来，国内外主流热力管道所输送热媒温度由150-250°C左右提高到600°C以上，蒸汽压力达到2. 5Mpa 以上，由于热力管道的热媒压力的增高和热媒温度的提升，高温热力管道设置空气层等复合保温层是提高管道保温性能、保证所输运热媒的热力参数、增强管道防腐性能的新技术。 测定复合保温结构的热阻、导热系数等热力性能参数是衡量该类保温管道热力性能的主要依据。在以往的供热工程管道热工性能测定中，保温结构的热阻是采用已有的材料物性数据来计算的方法间接获得，往往不能考虑为实现保温结构而采取的一些技术上的措施 (如各种保温材料、管壳的接缝)以及材料物性差异、施工条件、质量等因素，对于含有空气层的复合保温结构的热阻尚无合理计算方法。且以往所采用的热力管道热力性能测试系统无法准确检测新型复合保温管道的保温结构整体保温性能和复合保温结构中各层实际热工性能。该传热过程应包括复合保温结构内固体保温材料固相导热以及保温材料内残留空气的导热、对流和辐射换热，以及空气层的导热、对流和辐射换热三部分，而检测复合保温结构内保温材料纤维和保温材料内残留空气、空气层三者的综合传热特性是真实地反映复合保温管道整体的保温性能，尤其是为了管道保温结构的优化、评价各型保温结构的性能、 确定保温管的热损失的关键。从目前国内外公开报导的文献来看，仅见到各种材料物性测试装置以及墙体整体热工性能测试装置的报导，而未见到复合保温管道整体保温结构热阻测试装置的报导，特别是带有空气层、适用于热媒温度高达200-350°C及以上的复合保温管道整体保温结构热阻测试装置的报导。
技术实现思路
本专利技术针对上述缺陷公开了一种高温空气复合保温管道热力性能集成检测系统， 它由控制与数据采集系统和恒温小室构成；所述控制与数据采集系统的结构如下工业控制计算机分别连接打印机和RS232 总线，RS232/485转换器分别连接RS232总线和RS485总线，RS485总线通过信号电缆分别与第1温度传感器-第48温度传感器、第1热流传感器-第16热流传感器、第1电量模块-第3电量模块和第1智能调节器-第3智能调节器连接；第1温度传感器-第47温度传感器分别与第1热电偶-第47热电偶直接安装在一起，第48温度传感器与测量仪器直接安装在一起，第1热流传感器-第16热流传感器分别与第1热流计-第16热流计直接安装在一起；温度控制仪的一端分别连接第1温度传感器-第48温度传感器，另一端分别连接第1电量模块-第3电量模块；所述恒温小室的结构如下测试室位于内层、补偿围护结构位于外层，通风室位于测试室与补偿围护结构之间，制冷设备室位于补偿围护结构的右侧，控制室位于补偿围护结构和制冷设备室的下方；测试管段沿测试室对角线方向布置于测试室中部，在测试管段上依次安装着第1 热电偶-第47热电偶以及第1热流计-第16热流计；测量仪器位于测试室中，它由湿度计和热电偶组成；测量仪器与测试管段中轴线的距离不超过2-; ；补偿围护结构与测试室的间距为0. 3-0. 5m ；通风室内风速为0. 1 0. 5m/s，风机分别通过两个空气电加热器与两个空气冷却器装配在一起，风机通过送风管道与测试室装配在一起，两个空气冷却器通过回风管道与测试室装配在一起； 制冷装置安装在制冷设备室内，制冷装置通过管道与电源和两个空气冷却器连接，控制台安装在控制室内。所述测试室呈长方体形状，采用钢材加工而成，其内部尺寸为 0士0. 2) X 0士0. 2) X (2. 8士0. 2)m ；组成测试室的6个面的任意两面热阻相差不超过 20%，测试室的每一个面分别由8个矩形小风道拼成；测试室的换气次数为0. 02次/h ；所述补偿围护结构的6个面的传热系数不大于0. 58ff/(m2 ·Κ)；补偿围护结构由门和墙体密封而制成，补偿围护结构的门与墙体有相同的热阻；墙体均采用玻璃棉板制备，在补偿围护结构的天棚下吊玻璃棉板；送风管道和小风道共同构成送风系统；小风道的一端与送风管道相连，另一端为测试室的空气入口，每条小风道设置有面积可变的多孔板和蝶阀，多孔板和蝶阀采用法兰连接方式安装在小风道上。所述测试管段的结构如下两个辅助测试管段安装在测试管段主体的两端，辅助测试管段长度为1000mm，测试管段主体长度为2000mm ；辅助测试管段与测试管段主体的结构相同，两者在径向上均分为五层，从内到外依次为工作钢管、保温材料层、空气层、刚外护管和防腐层；在辅助测试管段工作钢管内安装辅助性电加热器，在测试管段主体工作钢管内安装第一电加热器、第二电加热器、第三电加热器和第四电加热器；第一电加热器、第二电加热器、第三电加热器和第四电加热器均与第1电量模块连接；第2电量模块和第3电量模块分别连接两个辅助测试管段的辅助性电加热器；第一电加热器、第二电加热器、第三电加热器和第四电加热器均与第1智能调节器连接，第2智能调节器和第3智能调节器分别连接两个辅助测试管段的辅助性电加热器；测试管段主体上设置有第1测试截面和第2测试截面，第1测试截面距测试管段主体左端500mm，第2测试截面距测试管段主体左端IOOOmm ；第1测试截面和第2测试截面均设置有温度测点和热流计测点。所述第一电加热器与第二电加热器关于测试管段主体工作钢管横截面的竖直中心线对称，第一电加热器与第三电加热器关于测试管段主体工作钢管横截面的水平中心线对称，第一电加热器与第四电加热器关于测试管段主体工作钢管横截面的轴心对称，第一电加热器与第二电加热器的距离为4，第一电加热器与第三电加热器的距离为屯；经过第一电加热器的轴心线与测试管段主体工作钢管的水平中心线的夹角为η/4 ；第一电加热器、第二电加热器、第三电加热器和第四电加热器的长度均为ail，它们的最大功率均为1000W，它们在测试管段主体工作钢管的两端，第一电加热器、第二电加热7器、第三电加热器和第四电加热器采用法兰盘与测试管段主体工作钢管固定在一起，法兰盘的直径与测试管段主体工作钢管的直径相同。所述温度测点和热流计测点的布置情况如下第1测试截面的温度测点分布在第1测试截面的右半圆周内，在第1测试截面的工作钢管外表面、保温材料层外表面、刚外护管外表面和防腐层外表面上设置温度测点，当钢外护管采用直径为DN500及以上型号管道时，在上述任一表面与水平方向夹角呈π/2、 π /3、π /6、0、- π /6、- π /3、- π /2方向各布置1个温度测点；钢外护管采用直径为DN500 以下型号管道时，在上述任一表面与水平方向夹角呈η/2、π/3、0、-π/3、-π/2方向各布置1个温度测点；在对第1测试截面的温度进行测量时，在第1热电偶-第47热电偶中任意选取观个热电偶或20个热电偶，将选取的这些热电偶分别安装在第1测试截面的温度测点上；第2测试截面的温度测点分布在第2测试截面的左半圆周内，在第2测试截面的工作钢管外表面、保温材料层外表面、刚外护管外表面和防腐层外表面上设置温度测点，当钢外护管采用直径为DN500及以上型号管道时，在上述任一表面与水平方向夹角呈π/2、 π /3、π /6、本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：那威，宋艳，李德英，史永征，
申请(专利权)人：北京建筑工程学院，
类型：发明
国别省市：
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