[發(fā)明專利]一種金屬球堆積層整體加熱裝置及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110260017.7
• 申請(qǐng)日: 2011-09-05
• 公開（公告）號(hào): CN102984838A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閆曉;昝元峰;張震;黃彥平;趙月偉;肖澤軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院
• 主分類號(hào): H05B6/10
• 分類號(hào): H05B6/10
• 代理公司: 核工業(yè)專利中心 11007
• 代理人: 高尚梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種金屬球堆積層整體加熱裝置，特別是涉及一種非接觸式電加熱設(shè)備領(lǐng)域的金屬球堆積層整體加熱裝置；本發(fā)明還涉及一種金屬球堆積層整體加熱裝置的制備方法。

背景技術(shù)

含內(nèi)熱源多孔介質(zhì)中的流動(dòng)換熱過(guò)程具有廣泛的實(shí)際應(yīng)用背景，涉及核反應(yīng)堆冷卻、煤炭的儲(chǔ)存開發(fā)與燃燒、高溫元件的冷卻、鑄造砂型的傳熱傳濕、熱管多孔芯吸液與傳熱、化工填充床、太陽(yáng)能與廢熱儲(chǔ)能、航空航天器的熱保護(hù)、石油熱采、地?zé)釤醿?chǔ)、地下核廢料熱質(zhì)擴(kuò)散、環(huán)境工程中垃圾與污水處理、土地鹽堿化與污染、建筑與絕熱材料中的傳熱傳濕、物品干燥與保鮮、土壤內(nèi)養(yǎng)分水分傳遞、生物體內(nèi)的傳遞現(xiàn)象及強(qiáng)化傳熱等領(lǐng)域。

多孔介質(zhì)最常見的物理模型是采用球形顆粒堆積形成。為了研究含內(nèi)熱源多孔介質(zhì)的流動(dòng)傳熱特性，需要可控自釋熱的球形顆粒堆積形成含內(nèi)熱源多孔介質(zhì)，因此亟需提供一種金屬球堆積層整體加熱裝置及其制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種實(shí)現(xiàn)了大量非連續(xù)的球形顆粒堆積體的整體釋熱，球形顆粒吸收效率可達(dá)到80％以上電功率的金屬球堆積層整體加熱裝置。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明一種金屬球堆積層整體加熱裝置，包括石英玻璃管，位于石英玻璃管中的金屬球堆積層，位于石英玻璃管中金屬球堆積層兩側(cè)的硼硅玻璃球堆積層，保持一定間隔套于所述石英玻璃管之外的電磁感應(yīng)線圈。

金屬球與硼硅玻璃球的直徑相等。

金屬球的材料為40Cr。

金屬球堆積層的厚度為50mm～150mm。

兩個(gè)硼硅玻璃球堆積層的厚度均為100mm～150mm。

金屬球堆積層的厚度為150mm，兩個(gè)硼硅玻璃球堆積層的厚度均為100mm。

石英玻璃管兩端密封固定有金屬管，所述兩根金屬管上分別安裝有一個(gè)熱電偶。

為了實(shí)現(xiàn)大量非連續(xù)的球形顆粒堆積體的整體釋熱，球形顆粒吸收效率達(dá)到80％以上電功率，本發(fā)明一種金屬球堆積層整體加熱裝置的制備方法，依次包括以下步驟：

步驟一、在石英玻璃管內(nèi)填充等直徑的硼硅玻璃球，形成厚度為100mm～150mm的第一硼硅玻璃球堆積層；

步驟二、在第一硼硅玻璃球堆積層一側(cè)填裝材料為40Cr的金屬球，分3～4批次逐批放入，每放入一批金屬球后，橫向、縱向各搖擺振動(dòng)不少于10次，直到接近金屬球堆積層的厚度接近預(yù)設(shè)值；然后每次少量的加入金屬球，每放入一批，進(jìn)行搖擺振動(dòng)1～2次，直到精確達(dá)到金屬球堆積層的厚度預(yù)設(shè)值；金屬球堆積層的厚度為50mm～150mm；

步驟三、在金屬球堆積層的一側(cè)，填充等直徑的硼硅玻璃球，形成厚度為100mm～150mm的第二硼硅玻璃球堆積層；

步驟四、將電磁感應(yīng)線圈保持一定間隔套于石英玻璃管之外。

硼硅玻璃球與金屬球直徑相等。

本發(fā)明使用電磁感應(yīng)加熱技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了大量非連續(xù)的球形顆粒堆積體的整體釋熱，球形顆粒吸收效率可以達(dá)到80％以上電功率，解決了大量球形顆粒堆積體整體釋熱的模擬問(wèn)題。本發(fā)明主要用于實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建含內(nèi)熱源有序飽和多孔介質(zhì)，用于實(shí)驗(yàn)室開展地下核廢料熱質(zhì)擴(kuò)散、核反應(yīng)堆冷卻等工程驗(yàn)證試驗(yàn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所提供的一種金屬球堆積層整體加熱裝置的示意圖。

圖中：1為熱電偶，2為硼硅玻璃球堆積層，3為金屬球堆積層，4為硼硅玻璃球堆積層，5為電磁感應(yīng)線圈，6為石英玻璃管。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

實(shí)施例一

本發(fā)明金屬球堆積層整體加熱裝置的制備方法，依次包括以下步驟：

步驟一、在石英玻璃管6內(nèi)填充等直徑的硼硅玻璃球，形成厚度為100mm的第一硼硅玻璃球堆積層2；

步驟二、在第一硼硅玻璃球堆積層2一側(cè)填裝材料為40Cr的金屬球，分3批次逐批放入，每放入一批金屬球后，橫向、縱向各搖擺振動(dòng)不少于10次，直到接近金屬球堆積層的厚度接近預(yù)設(shè)值；然后每次少量的加入金屬球，每放入一批，進(jìn)行搖擺振動(dòng)1次，直到精確達(dá)到金屬球堆積層的厚度預(yù)設(shè)值；金屬球堆積層3的厚度為150mm；

步驟三、在金屬球堆積層3的一側(cè)，填充等直徑的硼硅玻璃球，形成厚度為100mm的第二硼硅玻璃球堆積層2；上述硼硅玻璃球與金屬球直徑相等；

步驟四、將電磁感應(yīng)線圈5保持一定間隔套于石英玻璃管6之外。

實(shí)施例二

本發(fā)明金屬球堆積層整體加熱裝置的制備方法，依次包括以下步驟：