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利用超聲波對彎曲表面除霜的實驗裝置的制作方法

文檔序號:11107753閱讀:1220來源:國知局
利用超聲波對彎曲表面除霜的實驗裝置的制造方法

本發(fā)明涉及一種制冷技術(shù)領域的利用超聲波對彎曲表面除霜的實驗裝置,具體涉及的是一種通過超聲波作用于圓管內(nèi)壁,從而除去圓管外壁霜層的裝置。



背景技術(shù):

由于超聲波具有頻率高,波長短且在傳播過程中具有機械效應、熱效應、空化效應的特點,因此近年在除霜抑霜領域廣受關(guān)注。

隨著人們生活舒適性要求的提高結(jié)霜的危害愈加突出。有效、可靠同時能夠徹底抑霜、除霜方法的研究亟待開展。目前針對冷表面抑霜、除霜的研究主要還是集中在改變表面特性以及外加電場方面,對外加超聲波對冷表面霜層作用的研究,尤其是可視化研究還相對匱乏。

申請?zhí)枺篊N201420168152.8名稱為“一種冷庫多功能感應超聲波自動除霜制冷裝置”,該裝置可以及時啟動自動除霜功能,減少人力成本。但是并沒有對該裝置的除霜效果進行可視化研究和經(jīng)濟性分析。

申請?zhí)枺篊N201220164105.7名稱為“一種帶超聲波除霜、潔凈功能的空調(diào)器”。該裝置具有結(jié)構(gòu)緊湊、環(huán)保、高效等優(yōu)點。但是該空調(diào)器的可行性及除霜效率和超聲波作用下的最優(yōu)除霜參數(shù)并未作分析。

有研究者曾對超聲波抑制平板表面結(jié)霜做了可視化研究,對比分析有無超聲波作用機制下不同冷表面對霜層厚度的影響。結(jié)果顯示,超聲波對平板表面霜層的生長具有顯著的抑制工作。但對于超聲波作用彎曲表面上時霜層的情況未做分析。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

發(fā)明目的:本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供了一種利用超聲波對彎曲表面除霜的實驗裝置。

技術(shù)方案:

一種利用超聲波對彎曲表面除霜的實驗裝置,包括恒溫水浴裝置、三通試件、CCD圖像傳感器、熱電偶、計算機、數(shù)據(jù)采集器、超聲波發(fā)生器、超聲波變幅桿,所述三通試件包括進口端、出口端以及實驗端,所述實驗端的內(nèi)壁與超聲波變幅桿的探頭連接;所述恒溫水浴裝置內(nèi)有制冷溶液,恒溫水浴裝置通過皮管分別與三通試件的進口端、出口端連接,構(gòu)成循環(huán)回路;所述超聲波發(fā)生器與超聲波變幅桿連接,CCD圖像傳感器置于三通試件正上方,CCD圖像傳感器通過電纜與計算機連接;所述熱電偶的一端與三通試件表面接觸,另一端與數(shù)據(jù)采集器連接。

進一步的,所述恒溫水浴裝置內(nèi)制冷溶液為酒精與蒸餾水按照體積比為3:2的混合溶液。通過皮管連接將低溫制冷溶液運輸?shù)饺ㄔ嚰?,為該裝置提供冷源。

進一步的,所述三通試件的進口端和出口端的外徑均為20mm,內(nèi)經(jīng)均為12mm;實驗端內(nèi)設置有密封圈,保證實驗裝置的密封性。

進一步的,所述三通試件為鋁制材料。

進一步的,所述三通試件的實驗端設置內(nèi)設置有螺紋,實驗端與超聲波變幅桿通過螺紋連接。

有益效果:本發(fā)明采用上述技術(shù)方案,與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點是:本發(fā)明的超聲波對彎曲表面的除霜裝置,利用超聲波的機械振動作用,使彎曲冷表面上的霜層脫落,從而除去冷表面的霜層。并且對比有無超聲波作用下,超聲波的除霜效果的可視化分析,對比得出彎曲表面曲率半徑和除霜效率之間的關(guān)系,驗證了超聲波作用于彎曲內(nèi)表面除霜的可能性,為超聲波圓管除霜提供實驗依據(jù)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖2為三通試件的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖3為三通試件的正視圖;

圖4為三通試件的仰視圖;

圖5為三通試件的側(cè)視圖。

圖中,1-恒溫水浴裝置,2-皮管,3-三通試件,31-進口端,32-出口端,33-實驗端,331-螺紋,4-CCD圖像傳感器,5-電纜,6-熱電偶,7-計算機,8-數(shù)據(jù)采集器,9-超聲波發(fā)生器,10-超聲波變幅桿。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做更進一步的解釋。

一種利用超聲波對彎曲表面除霜的實驗裝置,由超聲波振蕩系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、顯微觀測系統(tǒng)組成,超聲波振蕩系統(tǒng)包括超聲波發(fā)生器9和超聲波變幅桿10,制冷系統(tǒng)包括恒溫水浴裝置1、皮管2,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集器8和計算機7,顯微觀測系統(tǒng)包括CCD圖像傳感器4、計算機7。其中,三通試件3包括進口端31、出口端32以及實驗端33,所述實驗端33的內(nèi)壁與超聲波變幅桿10的探頭連接;所述恒溫水浴裝置1內(nèi)有制冷溶液,恒溫水浴裝置1通過皮管2分別與三通試件3的進口端31、出口端32連接,構(gòu)成循環(huán)回路;所述超聲波發(fā)生器9與超聲波變幅桿10連接,CCD圖像傳感器4置于三通試件3正上方,CCD圖像傳感器4通過電纜5與計算機7連接;所述熱電偶6一端與三通試件3表面接觸,另一端與數(shù)據(jù)采集器8連接。

恒溫水浴裝置1內(nèi)制冷溶液為酒精與蒸餾水按照體積比為3:2的混合溶液,通過皮管2連接將低溫制冷溶液運輸?shù)饺ㄔ嚰?,為該裝置提供冷源。

三通試件3的進口端31和出口端32的外徑均為20mm,內(nèi)經(jīng)均為12mm;實驗端33內(nèi)設置有密封圈,保證實驗裝置的密封性。

三通試件3為鋁制材料,本實施方式中,采用6061型鋁。

實驗端33設置有螺紋331,實驗端33與超聲波變幅桿10通過螺紋連接。

超聲波能量聚集在超聲波變幅桿10的探頭,探頭與圓管內(nèi)壁接觸,通過超聲波的機械作用除去圓管外壁的霜層。

CCD圖像傳感器4置于三通試件3的正上方,可視化觀測霜層的結(jié)構(gòu)與分布。

本發(fā)明的使用方法如下:連接制冷系統(tǒng)、超聲波振蕩系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),并對其電路進行檢查,確保整個實驗系統(tǒng)安全且準確無誤;打開計算機以及圖像采集軟件,開啟CCD圖像傳感器以及冷光源,調(diào)節(jié)顯微鏡的放大倍數(shù)以及三通試件所處的位置,確保試驗時試驗表面圖像能清晰地呈現(xiàn)于計算機上;開啟數(shù)據(jù)采集器,根據(jù)熱電偶以及濕度傳感器的型號,設置數(shù)據(jù)采集器的參數(shù)及數(shù)據(jù)采集的時間間隔;啟動恒溫水浴裝置,使得冷表面溫度由環(huán)境溫度逐漸下降直到給定的冷表面溫度;待三通試件上的的霜層穩(wěn)定,啟用超聲波振蕩系統(tǒng),同時開啟數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及顯微可視化圖像采集系統(tǒng),保證數(shù)據(jù)采集和圖像采集的同步性。實時監(jiān)測記錄冷表面溫度變化以及超聲波除霜過程,按照以上步驟,繼續(xù)完成其他設計工況的試驗。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式,應當指出,對于本技術(shù)領域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明原理的前提下,還可以做出若干改進和潤飾,這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。

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