[發明專利]一種基于直流電阻加熱的氣體換熱實驗裝置

有效

• 申請號: 202110296164.3
• 申請日: 2021-03-19
• 公開（公告）號: CN113063815B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 田文喜;房玉良;王成龍;張大林;蘇光輝;秋穗正
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20;G09B23/16
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務所(普通合伙) 11732
• 代理人: 龍濤

1.一種基于直流電阻加熱的氣體換熱實驗裝置，其特征在于，包括下腔室、真空室、上腔室三個腔室，以及貫穿三個腔室的實驗段；所述真空室上端與上腔室采用緊固螺栓螺母及密封件密封連接，所述真空室下端與下端板采用緊固螺栓螺母及密封件密封連接；所述上腔室與上部盲板采用緊固螺栓螺母及密封件密封連接；所述下腔室與下端板采用緊固密封件密封連接；所述實驗段具有通道，所述通道的入口和出口分別置于下腔室、上腔室，且實驗段的入口和出口均設置有溫度傳感器和引壓管；實驗段通過實驗段上部密封卡套、實驗段下部密封卡套與三個腔室固定連接，實驗段上部密封卡套、實驗段下部密封卡套內部均設置有耐高溫密封填料；真空室內，實驗段兩端分別設置有夾持電極對實驗段進行加熱，且夾持電極之間的實驗段上設置有溫度傳感器組；

所述實驗段的截面為圓形、三角形、四邊形、六邊形中的一種；所述實驗段為單通道或多通道結構；所述實驗段材料采用銅、鉬、鎢中的一種，或其中一種或幾種的合金；或者不銹鋼；

所述實驗段長度為20～120厘米，直徑為0.3～5厘米；

所述真空室內壁面電鍍或噴涂一層低發射率、高反射比的材料，且設置遮熱板，并在實驗過程中抽氣至真空環境；

所述實驗裝置采用低電壓高直流電對實驗段進行供電加熱，可以開展高加熱功率、多種氣體在不同流道內的流動傳熱特性研究，具有良好的密封性、安全性和可靠性；

實驗裝置啟動前，首先用氮氣或惰性氣體將裝置中的存留的氣體進行吹除；實驗開始后，氣體工質通過下腔室入口進入實驗裝置，隨后進入實驗段內；在實驗段內，氣體與通過直流電加熱的實驗段內壁面進行熱量傳遞，吸熱后的氣體排出實驗段進入上腔室，通過上腔室的出口流出實驗裝置；實驗段的進出口分別設置有溫度傳感器和引壓管用于測量氣體的進出口溫度、壓力參數，實驗段加熱部分布置有溫度傳感器組，用于測量壁面溫度；加熱功率由直流電源提供；通過改變氣體種類、實驗段的結構尺寸、加熱功率、氣體工質的入口流量、溫度、壓力參數，可開展存在導熱-對流-輻射及熱化學反應條件下的變物性氣體工質換熱特性實驗研究；流動傳熱實驗關聯式可通過測量到的實驗參數計算獲取。

2.如權利要求1所述的一種基于直流電阻加熱的氣體換熱實驗裝置，其特征在于，所述真空室上設置有電極孔、引線孔、氣孔，分別用于引出電極、引出傳感器接線、充放氣。

3.如權利要求1所述的一種基于直流電阻加熱的氣體換熱實驗裝置，其特征在于，所述溫度傳感器和溫度傳感器組均采用熱電偶或熱電阻。