[發(fā)明專利]一種耐高溫高壓可視化矩形窄縫通道實驗裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811384976.8
• 申請日: 2018-11-20
• 公開（公告）號: CN109612683B
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發(fā)明（設計）人: 張大林;周健成;孫汝雷;宋功樂;田文喜;蘇光輝;秋穗正
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

1.一種耐高溫高壓可視化矩形窄縫通道實驗裝置，其特征在于：包括燒結而成的陶瓷基體(P)，置入陶瓷基體(P)一側凹形通道中的加熱板(G)，壓合在凹形通道中與加熱板(G)間留有間隙的石英玻璃(E)，加熱板(G)寬度與凹形通道寬度之間采用公差配合的方式緊固，加熱板(G)長度小于凹形通道長度，兩邊留有空腔；還包括由嵌在陶瓷基體(P)中導電裝置即入口導電銅柱(U)、入口固定電極(J)、銅辮(R)、滑動電極(H)、加熱板(G)和出口固定電極(D)、出口導電銅柱(N)構成的導電回路，陶瓷基體(P)另一側的一端插入導電銅柱(U)，另一端插入出口導電銅柱(N)，入口固定電極(J)與導電銅柱(U)由圓孔配合連接并焊接緊固，滑動電極(H)的一部分墊在固定電極(J)之上，接觸面為自由滑動面，滑動電極(H)與入口固定電極(J)之間靠銅辮(R連接用于導電，且二者之間留有間隙(I)，滑動電極(H)上底面和出口固定電極(D)的上底面均完全貼合于加熱板(G)下底面并焊接而成，出口導電銅柱(N)與出口固定電極(D)圓孔配合并焊接緊固；還包括由入口通道(T)、入口緩沖腔(K)、矩形窄縫通道(F)和出口緩沖腔(C)、出口通道(M)組成的流體流動通道，入口導電銅柱(U)的中空間隙為入口通道(T)，出口導電銅柱(N)的中空間隙為出口通道(M)，入口導電銅柱(U)頂部與加熱板(G)一側面、石英玻璃(E)部分底面圍城的區(qū)域為入口緩沖腔(K)，出口導電銅柱(N)頂部與加熱板(G)另一側面、石英玻璃(E)部分底面圍城的區(qū)域為出口緩沖腔(C)，石英玻璃(E)與加熱板(G)之間的間隙即為矩形窄縫通道(F)；還包括位于陶瓷基體(P)上的進口測壓組件孔(S)、出口測壓組件孔(O)和多個熱電偶組件系列孔(Q)以及用于壓合石英玻璃(E)和陶瓷基體(P)的上不銹鋼緊固件(B)和下不銹鋼緊固件(L)，進口測壓孔(S)穿過下不銹鋼緊固件(L)、陶瓷基體(P)、滑動電極(H)和加熱板(G)與窄縫通道(F)連通，出口測壓組件孔(O)穿過不銹鋼下緊固件(L)、陶瓷基體(P)、固定電極(D)和加熱板(G)與窄縫通道(F)連通，多個熱電偶組件系列孔(Q)均穿過不銹鋼下緊固件(L)和陶瓷基體(P)直達加熱板(G)但不穿過加熱板(G)，孔位橫向布置在加熱板(G)中心線上且等間距分布，入口測壓組件孔(S)和首個熱電偶組件孔以及出口測壓組件孔(O)和最后一個熱電偶組件孔均相隔一定距離，上不銹鋼緊固件(B)和下不銹鋼緊固件(L)用螺栓(A)緊固連接以便壓合石英玻璃(E)與陶瓷基體(P)，上不銹鋼緊固件(B)為一平板，中間開方形槽，方形槽尺寸小于石英玻璃(E)，以上所有組件與陶瓷基體(P)的接觸面之間全部涂抹高溫密封膠用于密封連接；

流體通過入口通道(T)進入實驗裝置，經過入口緩沖腔(K)后流經矩形窄縫通道(F)，此時流體流動處于充分發(fā)展階段，再經出口緩沖腔(C)及出口通道(M)流出，當流體流量達到預定值后穩(wěn)步增加壓力，在入口導電銅柱(U)和出口導電銅柱(N)上接入直流電源，電流流經加熱板(G)后發(fā)熱直接加熱通道中的流體，緩慢升高電源功率直至出現(xiàn)兩相沸騰，隨著加熱功率的不同，兩相結構也會發(fā)生相應的變化，透過石英玻璃(E)能夠直觀的觀察汽液兩相流體的流型結構及汽泡行為。

2.如權利要求1所述的一種耐高溫高壓可視化矩形窄縫通道實驗裝置，其特征在于：所述石英玻璃(E)透光率高達98％，且承壓能力強，能夠承受高溫流體的沖擊。

3.如權利要求1所述的一種耐高溫高壓可視化矩形窄縫通道實驗裝置，其特征在于：石英玻璃(E)與陶瓷基體(P)之間涂抹高溫密封膠，有效地實現(xiàn)裝置在高溫高壓條件下的密封。

4.如權利要求1所述的一種耐高溫高壓可視化矩形窄縫通道實驗裝置，其特征在于：在入口通道(T)和矩形窄縫通道(F)之間、出口通道(M)和矩形窄縫通道(F)之間分別設置有入口緩沖腔(K)和出口緩沖腔(C)，有助于流體在窄縫通道中形成充分發(fā)展流動。

5.如權利要求1所述的一種耐高溫高壓可視化矩形窄縫通道實驗裝置，其特征在于：入口固定電極(J)和滑動電極(H)之間的間隙(I)有效的解決了加熱板(G)受熱膨脹而帶來的結構件之間的擠壓問題。