[發明專利]連續式高溫空氣加熱器電引出孔結構

有效

• 申請號: 202011375864.3
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112636047B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 陳久芬;李四新;許曉斌;茆青;徐洋;孫啟志;候峰偉;范孝華
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發展中心超高速空氣動力研究所
• 主分類號: H01R13/02
• 分類號: H01R13/02;H01R25/16;G01M9/00;G01M9/02
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理有限公司 11369
• 代理人: 賈曉燕

本發明公開了一種連續式高溫空氣加熱器電引出孔結構，所述加熱器的結構被配置為包括：在風洞內呈環形布置，以對流換熱方式對風洞試驗氣體進行連續式加熱的多個加熱組件，各加熱組件上分別設置兩個電引出頭；設置在加熱組件外圍的保溫層；設置在保溫層與加熱組件之間，以對保溫層位置進行限定的內殼體；其中，所述內殼體上設置有可供各電引出頭上絕緣陶瓷穿出的多個引電腰孔；各引電腰孔在空間上被配置為18個，且呈上下兩層錯開分布。本發明提供一種連續式高溫空氣加熱器電引出孔結構，避免絕緣陶瓷在擠壓作用下導致的破碎，保證絕緣陶瓷的使用壽命，同時保證設備的工作穩定性。

技術領域

本發明涉及一種一種在風洞中進行航空航天飛行器地面吹風實驗中使用的裝置。更具體地說，本發明涉及一種能夠在高超聲速風洞試驗使用的連續式高溫空氣加熱器電引出孔結構。

背景技術

在用空氣作試驗介質的高超聲速風洞中，由于馬赫數很高，氣流經噴管而劇烈膨脹，造成試驗段氣流靜溫迅速下降，空氣發生冷凝，導致試驗段馬赫數下降和流場不均勻，使航空航天飛行器風洞模擬試驗數據不準確。為了延遲或消除冷凝，高超聲速風洞中增設了空氣加熱器，提高穩定段空氣溫度，防止冷凝發生。因此，加熱器是高超聲速風洞的核心部件，其性能直接影響風洞試驗數據質量和風洞試驗效率。

連續式電阻帶式加熱器的基本原理是利用金屬電阻帶作為發熱體，以對流換熱方式將流過加熱器內部的試驗空氣加熱到試驗所需的溫度。

如圖6，加熱器的內殼體上通常設置有相配合的電引出孔結構，而在1173K工況下，加熱器的內殼體會因熱膨脹向右端移動，導致內殼體上的電引出孔向右端移動，而電引出孔、引電棒、絕緣陶瓷、引電法蘭位置固定，不能向右端移動。由于電引出孔和對應的絕緣陶瓷之間的間歇為3mm，故最左邊的電引出孔可以向右端自由移動，而其它的電引出孔無法自由的向右端移動，使得內殼體與絕緣陶瓷之間產生熱應力，絕緣陶瓷受到擠壓而破碎，導致內殼體與引電棒搭接短路，加熱器無法正常送電。

發明內容

本發明的一個目的是解決至少上述問題和/或缺陷，并提供至少后面將說明的優點。

為了實現根據本發明的這些目的和其它優點，提供了一種連續式高溫空氣加熱器電引出孔結構，所述加熱器的結構被配置為包括：

在風洞內呈環形布置，以對流換熱方式對風洞試驗氣體進行連續式加熱的多個加熱組件，各加熱組件上分別設置兩個電引出頭；

設置在加熱組件外圍的保溫層；

設置在保溫層與加熱組件之間，以對保溫層位置進行限定的內殼體；

其中，所述內殼體上設置有可供各電引出頭上絕緣陶瓷穿出的多個引電腰孔；

各引電腰孔在空間上被配置為18個，且呈上下兩層錯開分布。

優選的是，還包括設置在保溫層外部的外殼體，其上設置有與各引電腰孔同軸的第一引電孔；

其中，各孔的大小被配置為Φ80mm；

所述內殼體左端采用鉸鏈固定于外殼體上，右端為熱脹冷縮的自由伸縮端。

優選的是，各電引出頭還包括與絕緣陶瓷相配合的引電棒以及引電法蘭；

其中，所述絕緣陶瓷的外徑被配置為Φ36mm。

優選的是，各引電腰孔從左向右的偏移長度被配置為與各孔處內殼體的熱膨脹量一致；

其中，除最左邊的引電腰孔以外，其它各引電腰孔從左向右的偏移長度范圍被配置為在2.4～35.7mm。

一種應用所述連續式高溫空氣加熱器電引出孔結構的方法，通過加熱器將風洞內的空氣溫度加熱到1173K，同時設定風洞的工作壓力為12MPa，空氣流量為44.4kg/s；