[發明專利]基于轉化熱源機理的超重力離心裝置溫控系統

有效

• 申請號: 202111363628.4
• 申請日: 2021-11-17
• 公開（公告）號: CN114226083B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 楊毅;郭軼楠;蔣建群;林偉岸;王亞林;余俊祥;丁德
• 申請（專利權）人: 浙江大學;浙江大學建筑設計研究院有限公司
• 主分類號: B04B13/00
• 分類號: B04B13/00;B04B15/02
• 代理公司: 杭州合信專利代理事務所(普通合伙) 33337
• 代理人: 劉靜靜

本申請提供了一種基于轉化熱源機理的超重力離心裝置溫控系統，所述超重力離心裝置包括可繞旋轉軸線轉動的旋轉臂和固定于所述旋轉臂的試驗艙，所述溫控系統包括：旋轉罩，可繞所述旋轉軸線轉動，所述旋轉臂和所述試驗艙位于所述旋轉罩內；固定壁，處在所述旋轉罩的外圍，所述旋轉罩和所述固定壁之間為第一空間；冷卻系統，和第一空間換熱。本申請提供的基于轉化熱源機理的超重力離心裝置溫控系統，能夠適應高轉速運行條件下的實驗需求。

技術領域

本申請涉及超重力技術領域，特別是涉及基于轉化熱源機理的超重力離心裝置溫控系統。

背景技術

超重力離心裝置由通過高速轉動形成的離心力來模擬超重力環境，超重力場有諸多應用，例如，利用超重力環境中的縮尺效應實現土力學的物理模擬，校驗本構模型，還可利用超重力場中的傳質、傳熱強化效應減小反應設備體積，提高效率，或制備新材料等。

超重力離心裝置大多包括轉動部分、固定部分和填充于兩者間的流質，以轉動部分為旋轉臂和試驗艙，固定部分為機房的超重力離心裝置為例，隨著轉動部分轉速加大，摩擦熱將導致裝置溫度迅速上升，為確保超重力離心裝置安全運行，必須采取溫控措施。

現有的溫控方法大多依據原有超重力離心裝置自身結構和運行特點，將液冷系統、風冷系統與之結合，最簡單的如室內通入冷風、室壁液冷等。現有這種在超重力離心裝置之外附裝溫控系統的方式，試圖通過設計合理的冷卻裝置以提高散熱速率，當超重力離心裝置以較高轉速運行時，控溫能力需進一步提高。以我國在建的超重力離心模擬與實驗裝置為例，常規的風冷系統的冷卻效率有限，還可能引發額外振動，影響模擬結果的準確性。

因此，有必要改進超重力離心裝置的溫控系統，以適應高轉速的溫控需求。

發明內容

本申請提供了一種基于轉化熱源機理的超重力離心裝置溫控系統，能夠適應高轉速運行條件下的實驗需求。

本申請提供的基于轉化熱源機理的超重力離心裝置溫控系統，所述超重力離心裝置包括可繞旋轉軸線轉動的旋轉臂和固定于所述旋轉臂的試驗艙，所述溫控系統包括：

旋轉罩，可繞所述旋轉軸線轉動，所述旋轉臂和所述試驗艙位于所述旋轉罩內；

固定壁，處在所述旋轉罩的外圍，所述旋轉罩和所述固定壁之間為第一空間；

冷卻系統，和第一空間換熱。

以下還提供了若干可選方式，但并不作為對上述總體方案的額外限定，僅僅是進一步的增補或優選，在沒有技術或邏輯矛盾的前提下，各可選方式可單獨針對上述總體方案進行組合，還可以是多個可選方式之間進行組合。

可選的，所述旋轉罩固定連接于所述試驗艙或所述旋轉臂。

可選的，所述旋轉罩為封閉結構，且包括柱面體以及封閉所述柱面體兩端的端面，至少一所述端面設有轉軸通過孔。

可選的，所述柱面體為圓柱面。

可選的，還包括隔熱層，所述隔熱層設置于所述旋轉罩的內表面、外表面、或中部的至少一處。

可選的，所述固定壁包括側壁、頂壁和底壁，所述側壁圍成筒形結構，所述頂壁和所述底壁封閉所述筒形結構的兩端。

可選的，所述冷卻系統包括冷卻液循環管路，所述冷卻液循環管路埋設于所述固定壁的壁體內；或所述冷卻液循環管路敷設于所述固定壁的內表面或外表面。

可選的，所述冷卻系統還包括風冷管路，所述風冷管路包括設置于所述固定壁的進風口和回風口，所述進風口用于向所述第一空間輸送冷風，所述回風口用于排出所述第一空間內的氣體。

可選的，沿所述進風口的冷風噴射路徑大致與所述旋轉罩的外表面相切。

可選的，所述回風口的位置靠近所述旋轉軸線。