[發(fā)明專利]一種測試堿金屬熱管吸液芯毛細(xì)能力的裝置

在審

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• 申請日: 2022-04-20
• 公開（公告）號(hào): CN114739853A
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張盧騰;朱怡儒;席治國;馬在勇;孫皖;朱隆祥;潘良明
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N5/02
• 分類號(hào): G01N5/02;G01N13/00;G01N25/00
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務(wù)所(普通合伙) 50211
• 代理人: 劉代春;肖秉城

本發(fā)明涉及一種測試堿金屬熱管吸液芯毛細(xì)能力的裝置，包括懸掛稱重裝置、用于盛放堿金屬的試管、用于驅(qū)動(dòng)所述試管上下移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及用于給試管加熱的井式加熱爐，懸掛稱重裝置固定設(shè)置于井式加熱爐上方，懸掛稱重裝置底部設(shè)有用于懸掛吸液芯的吊鉤，試管開口朝上且位于吊鉤的正下方，試管的下部插接在井式加熱爐的加熱腔內(nèi)，相比于現(xiàn)有技術(shù)中缺乏對于堿金屬熱管吸液芯毛細(xì)力大小的探究試驗(yàn)的問題，本發(fā)明提供的裝置可以對堿金屬熱管吸液芯毛細(xì)力大小進(jìn)行測試，對于指導(dǎo)熱管運(yùn)行工況的選取，從而避免高溫?zé)峁苊?xì)極限的發(fā)生，保障空間反應(yīng)堆運(yùn)行的安全性具有重要意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及吸液芯技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種測試堿金屬熱管吸液芯毛細(xì)能力的裝置。

背景技術(shù)

熱管是一種將沸騰和凝結(jié)有機(jī)結(jié)合的高效傳熱元件，主要依靠工質(zhì)的相變與連續(xù)的工質(zhì)循環(huán)實(shí)現(xiàn)熱量傳遞，自熱管問世以來，以其極高的傳熱效率、優(yōu)異的均溫性能、可異形制作等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用。一般將工作溫度超過450℃的熱管稱之為高溫?zé)峁埽话阋遭c，鉀，鋰等一些堿金屬作為工作介質(zhì)，也被稱為堿金屬高溫?zé)峁堋Ｓ捎谄浞悄軇?dòng)的安全性，在特殊飛行器控?zé)帷⒖臻g核反應(yīng)堆冷卻、熱管反應(yīng)堆等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。然而熱管的傳熱能力受到其本身的傳熱極限的限制。當(dāng)熱管達(dá)到傳熱極限的時(shí)候，反應(yīng)堆堆芯的熱量無法被及時(shí)導(dǎo)出，從而引發(fā)反應(yīng)堆安全事故。其中毛細(xì)極限則是由于熱管蒸發(fā)段和冷凝段產(chǎn)生的毛細(xì)壓力不足以克服工質(zhì)回流所產(chǎn)生的壓降，工質(zhì)無法正常回流至蒸發(fā)段，導(dǎo)致蒸發(fā)段干涸，造成蒸發(fā)段壁面溫度的飛速上升，甚至燒壞熱管管壁。由于液態(tài)金屬較高的密度與粘性，回流需要更大的驅(qū)動(dòng)力，因此探究高溫?zé)峁芪盒镜拿?xì)力大小可以指導(dǎo)熱管運(yùn)行工況的選取，從而避免高溫?zé)峁苊?xì)極限的發(fā)生，保障空間反應(yīng)堆運(yùn)行的安全性，但目前的現(xiàn)有技術(shù)中，缺乏對于堿金屬熱管吸液芯毛細(xì)力大小的探究試驗(yàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的發(fā)明目的在于：針對現(xiàn)有技術(shù)中缺乏對于堿金屬熱管吸液芯毛細(xì)力大小的探究試驗(yàn)的問題，提供一種測試堿金屬熱管吸液芯毛細(xì)能力的裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種測試堿金屬熱管吸液芯毛細(xì)能力的裝置，包括懸掛稱重裝置、用于盛放堿金屬的試管、用于驅(qū)動(dòng)所述試管上下移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及用于給所述試管加熱的井式加熱爐，所述懸掛稱重裝置固定設(shè)置于所述井式加熱爐上方，所述懸掛稱重裝置底部設(shè)有用于懸掛吸液芯的吊鉤，所述試管開口朝上且位于所述吊鉤的正下方，所述試管的下部插接在所述井式加熱爐的加熱腔內(nèi)。

采用前述技術(shù)方案的本發(fā)明，通過設(shè)置上述包括懸掛稱重裝置、試管、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及井式加熱爐的測試裝置，首先將一定量的固態(tài)堿金屬置于試管內(nèi)，然后用懸掛稱重裝置下方的吊鉤豎直懸掛吸液芯并對其稱重，通過驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)試管的高度以保證吸液芯下端可以浸沒在液化后的堿金屬中，然后通過井式加熱爐對試管加熱以使得堿金屬液化，發(fā)生毛細(xì)現(xiàn)象后，記錄懸掛稱重裝置測量的吸液芯的質(zhì)量變化，同時(shí)測量、計(jì)算并記錄堿金屬在吸液芯當(dāng)中的上升高度，以此綜合反映吸液芯的毛細(xì)能力，相比于現(xiàn)有技術(shù)中缺乏對于堿金屬熱管吸液芯毛細(xì)力大小的探究試驗(yàn)的問題，本發(fā)明提供的裝置可以對堿金屬熱管吸液芯毛細(xì)力大小進(jìn)行測試，對于指導(dǎo)熱管運(yùn)行工況的選取，從而避免高溫?zé)峁苊?xì)極限的發(fā)生，保障空間反應(yīng)堆運(yùn)行的安全性具有重要意義。

進(jìn)一步的，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電缸、試管夾和連接板，所述電缸包括步進(jìn)電機(jī)、電缸缸體和電缸滑塊，所述步進(jìn)電機(jī)可驅(qū)動(dòng)所述電缸滑塊在所述電缸缸體上沿豎直方向滑動(dòng)，所述試管夾一端夾持所述試管，另一端通過所述連接板與所述電缸滑塊固定連接，步進(jìn)電機(jī)可以通過驅(qū)動(dòng)電缸滑塊精確控制試管的上下位移量，使得試驗(yàn)結(jié)果更加準(zhǔn)確。

進(jìn)一步的，所述井式加熱爐上表面鋪設(shè)有一塊防塵板，所述防塵板的邊緣伸出所述井式加熱爐上表面的邊緣，防塵板用于遮擋下方灰塵，防止灰塵進(jìn)入試管影響試驗(yàn)結(jié)果。