[发明专利]高热流热环境模拟装置

说明书

技术领域

本发明属于辐射式加热装置技术领域，涉及辐射式加热装置，特别涉及一种高热流热环境模拟装置。

背景技术

在发动机研制过程中，为实现高热流部件的有效冷却，需要对冷却结构的冷却特性进行实验研究和考核。发动机热部件工作面临的热流密度条件超过3MW/m²，传统加热方式如石英加热无法达到这样高的热流密度。同时，为了研究冷却过程的换热规律，希望获得模拟实际情况的加热热流条件。因此，如何设计一种能够提供高热流密度，且热流密度相对稳定的加热方式成为迫切需要解决的关键问题。

再生主动冷却研究用高热流热环境模拟装置用于实现模拟高热流条件的实验，满足冷却结构考核对热流密度模拟条件的要求。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种具有具有很好的加热热流密度稳定性的高热流热环境模拟装置。

根据本发明实施例的高热流热环境模拟装置，包括：支架；炉体，所述炉体与所述支架相连且所述炉体的顶部具有开口；炉盖，所述炉盖可转动地安装在所述炉体上以打开和关闭所述开口；绝缘底座，所述绝缘底座在所述炉体内安装在所述炉体的底部；加热体组件，所述加热体组件包括石墨辐射体、包覆所述石墨辐射体的保温层和缠绕所述保温层的感应线圈，所述加热体组件安装在所述绝缘底座上；试验件，所述试验件沿上下方向安装在所述石墨筒内，其中，所述感应线圈对所述石墨辐射体进行加热，所述石墨辐射体发出辐射对所述试验件加热；冷却介质进路，所述冷却介质进路与所述试验件的第一端连通以使冷却介质流入所述试验件；冷却介质出路，所述冷却介质出路与所述试验件的第二端连通以使冷却介质流出所述试验件；双色集成式红外测温仪，所述双色集成式红外测温仪用于检测所述试验件的温度；抽真空装置，所述抽真空装置与所述炉体相连以对所述炉体进行抽真空；充气口，所述充气口与所述炉体相连以向所述炉体内充入惰性气体；压力传感器，所述压力传感器与所述炉体相连以检测所述炉体内的压力值，当所述压力值超过阈值后，所述压力传感器发出报警信号；防爆口，所述防爆口与所述炉体相连；和电源系统，所述电源系统与所述感应线圈相连。

根据本发明实施例的高热流热环境模拟装置，采用中频感应方式加热，可以保证热量高效及时加入；加热环境采用真空惰性气体保护，防止石墨加热体高温氧化，使得最高加热温度能够达到2800℃以上，从而保证有能力提供3MW/m²以上的热流密度。

另外，根据本发明上述实施例的高热流热环境模拟装置还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例的高热流热环境模拟装置，还包括炉盖升降机构，所述炉盖升降机构的第一端与所述炉体相连且所述炉盖升降机构的第二端与所述炉盖相连以用于提升和放下所述炉盖。

根据本发明的一个实施例的高热流热环境模拟装置，所述石墨辐射体为石墨筒。

有利地，根据本发明的一个实施例的高热流热环境模拟装置，所述石墨筒为圆柱形石墨筒。

有利地，根据本发明的一个实施例的高热流热环境模拟装置，所述抽真空装置为真空泵。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明的一个实施例的高热流热环境模拟装置的示意图。

图2是根据本发明的另一实施例的高热流热环境模拟装置的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。