[發明專利]一種電磁感應加熱氣體換熱實驗裝置

在審

• 申請號: 202110420027.6
• 申請日: 2021-04-19
• 公開（公告）號: CN113112895A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 王成龍;房玉良;田文喜;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: G09B23/16
• 分類號: 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

本發明公開了一種電磁感應加熱氣體換熱實驗裝置，包括：注氣管；裝置主體，所述裝置主體內部設有實驗管、隔熱層以及感應線圈；所述實驗管的一端與所述注氣管接通；所述隔熱層套設于所述實驗管的外部；所述感應線圈套設于所述隔熱層的外部；排氣管，所述排氣管與所述實驗管的另一端接通；感應加熱電源，所述感應加熱電源與所述感應線圈電連接。本發明通過感應線圈對實驗管非接觸式感應加熱，避免了實驗管出現通電的現象，從而確保人員安全，且該裝置作業更穩定、壁面熱流密度更均勻、氣密性更好、實驗精度更高。

技術領域

本發明涉及能源與動力技術領域，更具體地說是涉及一種電磁感應加熱氣體換熱實驗裝置。

背景技術

氣體由于密度低、壓縮性好，常用在特殊需求的能源動力行業中，如燃氣輪機及設備、空氣冷卻航空發動機、火箭發動機、氦氣冷卻核聚變反應堆包層、高溫氣冷反應堆(氦氣、氮氣、氬氣、二氧化碳、氦氙混合氣體等)、氫氣冷卻核熱推進反應堆以及各種氣體換熱器等。氣體在這些設備中的流動換熱特性影響著這些設備的運行性能、安全，因此需要相關的實驗研究該問題。

由于氣體的密度小，實驗裝置在長期運行中會因密封不好、結構失效等原因發生泄漏，特別是氫氣這類易燃易爆氣體，會導致危險事故發生。并且現有技術中的加熱方式是主要采用通電接觸實驗管加熱，這樣極易發生實驗管帶電、甚至漏電現象，因此存有安全隱患。

因此，如何提供一種可實現非接觸式感應加熱、且作業穩定、壁面熱流密度均勻、氣密性更好的超高溫氣體實驗密封裝置，是本領域亟需解決的技術問題之一。

發明內容

本發明提供了一種電磁感應加熱氣體換熱實驗裝置。目的就是為了解決上述不足。

為解決上述技術問題，本發明采取了如下技術方案：

一種電磁感應加熱氣體換熱實驗裝置，包括：

注氣管；裝置主體，所述裝置主體內部設有實驗管、隔熱層以及感應線圈；所述實驗管的一端與所述注氣管接通；所述隔熱層套設于所述實驗管的外部；所述感應線圈套設于所述隔熱層的外部；排氣管，所述排氣管與所述實驗管的另一端接通；感應加熱電源，所述感應加熱電源與所述感應線圈電連接。

此技術方案的有益效果是：所述感應線圈對所述實驗管非接觸式感應加熱，在超高溫加熱的同時，也有效避免了所述實驗管出現帶電的現象，從而確保了人員的安全。

優選地，所述感應線圈與所述實驗管的間距為3-25cm。

優選地，所述感應線圈與所述實驗管的間距為8cm。

優選地，所述注氣管和所述排氣管通過法蘭緊密連接于所述裝置主體的兩端。

優選地，所述注氣管內部設有折流通道。

此技術方案的有益效果是：使氣體混合更加均勻，盡可能減短實驗管入口段長度。

優選地，注入的氣體工質為氫氣、氦氣、氬氣、氮氣、二氧化碳及氦氙混合氣體。

優選地，所述排氣管為漸擴管。

此技術方案的有益效果是：使氣體膨脹降溫并降低氣流速度。

優選地，所述實驗管為圓形、三角形、四邊形、六邊形的單通道或多通道結構。

優選地，所述實驗管的材料為不銹鋼、銅金屬及其合金、鉬金屬及其合金、鎢金屬及其合金。

優選地，所述實驗管長度與直徑的比例為20～150。

優選地，所述實驗管長度為20～120cm，直徑為0.3～3cm。

優選地，所述裝置主體的頂端設有觀察窗。

優選地，該實驗密封裝置的適用溫度條件為100～2400℃。