1.一种喷嘴空间角度可调的静电雾化冷却能力评价装置,其特征在于,包括静电雾化冷却系统和临界热流密度及换热系数测量系统;
所述静电雾化冷却系统是由大扇形盘(19)、小扇形盘(2)、可调手柄(5)、垫块(21)、导轨(20)、第一滑块(18)、连接垫块(3)、垫片(1)、连接手柄(4)、喷嘴(22)、高压静电发生器(24)、高压电缆(23)、导线A(25)、注射泵(35)、硅橡胶管(34)和支架(33)构成;
所述大扇形盘(19)为扇形圆盘,大扇形盘(19)的角度为130°—150°,所述大扇形盘(19)垂直于水平面布置;所述大扇形盘(19)沿扇形圆盘表面的圆弧内侧开设第一角度孔,所述第一角度孔为9—15个,个数为奇数,所述第一角度孔沿大扇形盘(19)弧度均匀分布;
所述大扇形盘(19)扇形圆盘表面开设弧形槽,弧形槽位于第一角度孔的内侧,所述弧形槽的角度小于大扇形盘(19)的角度;
所述导轨(20)为细窄弧形轨道,所述导轨(20)的角度大于等于大扇形盘(19)的角度,所述导轨(20)设于大扇形盘(19)的弧形槽的中间,导轨(20)的两端通过螺钉连接于大扇形盘(19)的正面;
所述第一滑块(18)为长方体薄板,在长方体的反面设有矩形凸台,所述矩形凸台设于大扇形盘(19)的弧形槽内;所述第一滑块(18)正面设有圆弧状槽,所述导轨(20)设于第一滑块(18)正面的圆弧状槽内,与第一滑块(18)间隙配合,使得第一滑块(18)可在导轨(20)上滑动;
所述可调手柄(5)为长方体薄板,垂直于水平面且平行于大扇形盘(19)扇形面设置,所述可调手柄(5)通过螺钉与第一滑块(18)连接,所述可调手柄(5)上部开孔,所述开孔孔径与大扇形盘(19)上的第一角度孔相同;拨动可调手柄(5),第一滑块(18)在导轨(20)上滑动时,可调手柄(5)上部的开孔可与大扇形盘(19)上的第一角度孔重合,所述可调手柄(5)下部开有矩形槽,所述硅橡胶管(34)与喷嘴(22)相连,从矩形槽中引出;
所述垫块(21)两端通过螺钉连接于可调手柄(5)的底部,所述垫块(21)中心处开有阶梯孔,所述喷嘴(22)置于阶梯孔内,所述喷嘴(22)头从阶梯孔内向下伸出;
所述垫片(1)为长方体薄板,垂直于水平面且平行于大扇形盘(19)扇形面设置,所述垫片(1)两端通过螺钉连接于大扇形盘(19)的反面,所述垫片(1)中部通过螺钉和圆筒状的连接垫块(3)连接小扇形盘(2);
所述小扇形盘(2)为90°扇形圆盘,所述小扇形盘(2)扇形面与水平面、大扇形盘(19)扇形面相垂直;所述小扇形盘(2)扇形面的直角内侧开设转动孔,所述小扇形盘(2)扇形面的圆弧内侧开设第二角度孔,所述第二角度孔为4—10个,所述第二角度孔均匀分布于以直角处转动孔的中心为圆心的圆弧上,第一个第二角度孔位于0°,最后一个第二角度孔位于
90°;
所述支架(33)上设有悬臂梁,所述支架(33)的悬臂梁与水平面平行;所述连接手柄(4)为开设有3个孔的长方体薄板,3个孔分别开设于连接手柄(4)的两端和中间,所述连接手柄(4)通过带螺纹的T型销轴穿过连接手柄(4)两端的孔与支架(33)的悬臂梁连接,所述小扇形盘(2)直角处转动孔穿在位于支架(33)的悬臂梁顶端的带螺纹的T型销轴上,并通过螺母与连接手柄(4)、支架(33)的悬臂梁连接;所述连接手柄(4)开设于中间的孔孔径与小扇形盘(2)上第二角度孔相同,拨动所述小扇形盘(2),小扇形盘(2)绕小扇形盘(2)直角处转动孔的T型销轴转动,小扇形盘(2)的第二角度孔可与连接手柄(4)中间开设的孔重合;
所述注射泵(35)通过硅橡胶管(34)与喷嘴(22)相连;所述高压静电发生器(24)负极输出端通过高压电缆(23)与喷嘴(22)相连,正极输出端通过导线A(25)接地;
所述临界热流密度及换热系数测量系统由紫铜棒(7)、K型热电偶丝(6)、绝热套筒(9)、箱盖(10)、法兰(8)、绝热材料(11)、紫铜块(12)、电加热棒(13)、石墨毡绝热托盘(14)、第二滑块(15)、底座(16)、支撑块(17)、石墨毡绝热支撑块(26)、导块(27)、导线B(29)、导线C(30)、巡检仪(28)、转块A(31)、转块B(32)、电压表(37)、变阻器(38)和K型热电偶(36)构成;
所述箱盖(10)为底部开口的圆筒,所述底座(16)为圆形板,所述箱盖(10)置于底座(16)上,与底座(16)配合形成一个中空的圆筒;所述箱盖(10)顶面中心处开有阶梯孔,所述法兰(8)为外部台阶状的圆筒,设于箱盖(10)顶面中心处的阶梯孔中,通过螺钉与箱盖(10)连接;所述紫铜棒(7)为细长圆柱状,设置于圆筒形的绝热套筒(9)内,与绝热套筒(9)过盈配合;所述绝热套筒(9)周围包裹绝热材料(11),设置于法兰(8)的圆筒中,所述法兰(8)下部外圆面处设有螺孔,固定包裹绝热材料(11)的绝热套筒(9),使紫铜棒(7)与水平面垂直;
所述紫铜块(12)为由上部为截面小的圆柱、中部为圆锥台、下部为截面大的圆柱所构成的回转体;所述紫铜块(12)下部圆柱外圆面处开有1-4个盲孔,所述盲孔的轴线与紫铜块(12)的轴线相交且垂直,所述电加热棒(13)设有1-4个,分别布置在紫铜块(12)的盲孔内,电加热棒(13)与电压表(37)、变阻器(38)相连并加载交流电,加热紫铜块(12);所述紫铜块(12)设置于石墨毡绝热托盘(14)上,且周围包裹绝热材料(11);
所述石墨毡绝热托盘(14)为上大下小的台阶状圆柱,所述石墨毡绝热托盘(14)顶面中心处开盲孔,所述紫铜块(12)设置于盲孔中,所述石墨毡绝热托盘(14)底面设置于第二滑块(15)上;
所述底座(16)设于支撑块(17)上,底座(16)开设有矩形槽,矩形槽内开有长条状通孔,所述底座(16)通过导线C(30)接地;
所述第二滑块(15)为长方体薄板,所述第二滑块(15)设置于底座(16)的矩形槽中,与底座(16)的配合关系为间隙配合;所述第二滑块(15)下部设有圆柱状手柄,圆柱状手柄设置于底座(16)矩形槽内的长条状通孔中,并可在长条状通孔中来回移动,使第二滑块(15)可沿底座(16)矩形槽的长度方向移动;
所述导块(27)为上小下大的台阶状圆柱件,所述导块(27)顶面中心处开设盲孔,底面置于第二滑块(15)上,并通过螺钉与第二滑块(15)连接;所述石墨毡绝热支撑块(26)为上大下小的台阶状圆柱件,石墨毡绝热支撑块(26)下部置于导块(27)顶面中心处开设的盲孔中,与导块(27)间隙配合;
所述转块A(31)和转块B(32)为下部沿径向开设通孔的圆柱件;所述转块A(31)通过双头螺柱与第二滑块(15)及石墨毡绝热托盘(14)连接构成丝杆结构;所述转块B(32)通过双头螺柱与第二滑块(15)及石墨毡绝热支撑块(26)连接构成丝杆结构;
所述K型热电偶丝(6)布置在紫铜棒(7)顶面,所述K型热电偶丝(6)连接巡检仪(28),所述巡检仪(28)通过导线B(29)接地;所述K型热电偶(36)沿轴向置于紫铜棒(7)上部的外表面处,所述K型热电偶(36)连接巡检仪(28),所述巡检仪(28)通过导线B(29)接地。
2.根据权利要求1所述的一种喷嘴空间角度可调的静电雾化冷却能力评价装置,其特征在于,所述大扇形盘(19)、小扇形盘(2)、可调手柄(5)、垫块(21)、导轨(20)、第一滑块(18)、连接垫块(3)、垫片(1)、连接手柄(4)均由绝缘材料制成。
3.根据权利要求1所述的一种喷嘴空间角度可调的静电雾化冷却能力评价装置,其特征在于,所述注射泵(35)供液量为10—200mL/h。
4.根据权利要求1所述的一种喷嘴空间角度可调的静电雾化冷却能力评价装置,其特征在于,所述高压静电发生器(24)输出电压为0—-60KV。
5.根据权利要求1所述的一种喷嘴空间角度可调的静电雾化冷却能力评价装置,其特征在于,所述支架(33)是由铝型材通过直角连接件、T型螺栓、螺母连接而成。
6.根据权利要求1所述的一种喷嘴空间角度可调的静电雾化冷却能力评价装置,其特征在于,所述支撑块(17)设有4个,均布于底座(16)底面,并通过沉头螺钉与底座(16)连接。
7.根据权利要求1所述的一种喷嘴空间角度可调的静电雾化冷却能力评价装置,其特征在于,所述箱盖(10)的下部外圆面处开孔,K型热电偶(36)与巡检仪(28)之间的连接导线及电加热棒(13)与变阻器(38)之间的连接导线从开孔穿出箱盖(10)外。
8.根据权利要求1所述的一种喷嘴空间角度可调的静电雾化冷却能力评价装置,其特征在于,所述石墨毡绝热托盘(14)和石墨毡绝热支撑块(26)由经加碳处理的石墨毡制成,具有优良的导电性能和绝热性能。
9.根据权利要求1所述的一种喷嘴空间角度可调的静电雾化冷却能力评价装置,其特征在于,所述K型热电偶丝(6)设有2个,布置在紫铜棒(7)顶面两侧。
10.根据权利要求1所述的一种喷嘴空间角度可调的静电雾化冷却能力评价装置,其特征在于,所述K型热电偶(36)设有6个,沿轴向分别置于距紫铜棒(7)顶面10mm、20mm、30mm的外表面处的两侧。