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专利号: 2020107558508
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于帕尔贴效应测量表面对流传热系数的系统,其特征在于,包括被测组件和测量组件,被测组件为平板(1),测量组件包括直流电源(2)、帕尔贴制冷片(3)和测温装置;

帕尔贴制冷片(3)通过夹紧装置(4)与平板(1)夹紧固定,帕尔贴制冷片吸热端(3-2)与直流电源(2)连接;测温装置包括相互连接的温度传感器(5)和温度记录仪(6),温度传感器A(5-

1)布置在帕尔贴制冷片吸热端(3-2)表面,温度传感器B(5-2)布置在帕尔贴制冷片散热端(3-3)表面。

2.根据权利要求1所述的基于帕尔贴效应测量表面对流传热系数的系统,其特征在于,所述夹紧装置(4)由螺栓(4-1)和夹板(4-2)组成,上下两块夹板(4-2)夹住帕尔贴制冷片(3)和平板(1)后,螺栓(4-1)依次穿过上下端铝合金夹板,将帕尔贴制冷片(3)和平板(1)夹紧固定。

3.根据权利要求1所述的基于帕尔贴效应测量表面对流传热系数的系统,其特征在于,所述帕尔贴制冷片散热端(3-3)与平板上表面(1-1)接触,两者夹层中均匀涂抹有导热硅脂(7)。

4.根据权利要求1所述的基于帕尔贴效应测量表面对流传热系数的系统,其特征在于,所述温度传感器(5)选用k型热电偶。

5.一种基于帕尔贴效应测量表面对流传热系数的方法,其特征在于,将所述基于帕尔贴效应测量表面对流传热系数的系统放置在流场中,平板下表面(1-2)与流体直接接触,帕尔贴制冷片散热端(3-3)对平板(1)进行加热,帕尔贴制冷片散热端(3-3)产生热流量Qh,帕尔贴制冷片散热端(3-3)的热流量即为通过平板上表面(1-1)的热流量Q,结合测量表面对流传热系数的系统传热方程,获取总传热系数k,基于等效热阻表征的总传热系数,得到平板下表面(1-2)与流体表面的传热系数;

所述热流量 其中α为帕尔贴制冷片(3)内部半导体材料

的塞贝克系数,I为直流电源提供的电流,RTEC为帕尔贴制冷片(3)的内阻,K为帕尔贴制冷片(3)的总导热系数,Th为帕尔贴制冷片散热端(3-3)的表面温度,Tc为帕尔贴制冷片吸热端(3-2)的表面温度;

所述总传热系数 其中A为帕尔贴制冷片散热端(3-3)与平板上表面(1-1)的

接触面积,Tf为流体温度;

所述等效热阻表征的总传热系数 其中δs为平板(1)的厚度,λs为平板(1)的导热系数,h为平板下表面(1-2)与流体表面的传热系数,δc为导热硅脂(7)的厚度,λc为导热硅脂(7)的导热系数。

6.根据权利要求5所述的基于帕尔贴效应测量表面对流传热系数的方法,其特征在于,所述Tc由温度传感器A(5-1)测量得到,Th由温度传感器B(5-2)测量得到。

7.根据权利要求5所述的基于帕尔贴效应测量表面对流传热系数的方法,其特征在于,所述流体温度由k型热电偶和温度记录仪测量获取。