[发明专利]一种水冷戈登量热计

说明书

本发明涉及一种水冷戈登量热计，包括康铜片、无氧铜本体、进水管和出水管；康铜片覆盖无氧铜本体的上端面；无氧铜本体为柱体结构，柱体结构的中部沿轴线方向具有截面为圆形的通孔，圆形的通孔的外部具有沿轴线方向设置有的内表面为圆柱面的环形降温槽，降温槽的顶端靠近无氧铜本体的上端面，降温槽的底端经封闭后留有与进水管匹配的进水口，和与出水管匹配的出水口；所述进水管和出水管连接在无氧铜本体的下端，分别连接进水口和出水口。本发明通过引入冷却水的方式降低了康铜片的工作温度，使康铜片的温度不超过200℃，维持在线性工作区域，实现了对高温热流的长时间监测，同时减少了量热计计算参数受温度波动的影响，提高了量热计的精度。

技术领域

本发明涉及一种水冷戈登量热计，属于热量计量领域。

背景技术

高超声速飞行器在高空高速飞行时，其表面将经受严重的气动加热及辐射加热，要求飞行器表面安装能够满足防热要求的热防护系统。其防热材料或结构需要进行气动热地面模拟实验，以验证其防热性能。其中，气流总温和表面热流密度是实验需要模拟的两个主要参数。准确测量表面热流密度数据是实现气动热地面模拟实验高精度模拟的基础。

随着气动热地面模拟试验测试技术的发展，国内外先后研制了基于不同传热原理的多种瞬态和稳态量热计来。例如，瞬态热容式(塞式)量热计、水卡量热计、薄壁量热计、同轴量热计、零点量热计和圆箔式量热计(国外叫戈登量热计，Garden heat gage)等。这些量热计有各自的热流密度测量范围和使用方法，在气动热地面模拟实验中都有着各自不可或缺的应用环境。

在国外气动热模拟试验中，戈登量热计常作为标准量热计或者参考量热计大量使用。该量热计热响应快，测量精度高，热流密度测量范围广。然而戈登量热计无法长时间在高温热环境下正常工作。如何提供一种新型量热计，实现获取气动热实验设备在长时间运行情况下热流密度数据的波动情况，是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种水冷戈登量热计，可以长时间在气动热高温热环境下正常工作。

本发明目的通过如下技术方案予以实现：

提供一种水冷戈登量热计，包括康铜片、无氧铜本体、进水管和出水管；

所述康铜片覆盖无氧铜本体的上端面；

所述无氧铜本体为柱体结构，柱体结构的中部沿轴线方向具有截面为圆形的通孔，圆形的通孔的外部具有沿轴线方向设置有的内表面为圆柱面的环形降温槽，降温槽的顶端靠近无氧铜本体的上端面，降温槽的底端经封闭后留有与进水管匹配的进水口，和与出水管匹配的出水口；

所述进水管和出水管连接在无氧铜本体的下端，分别连接进水口和出水口；

所述康铜片的中心经第一测试线引出，圆形的通孔和降温槽之间的无氧铜本体下表面经第二测试线引出。

提供另一种水冷戈登量热计，包括康铜片、无氧铜本体、连接件、进水管和出水管；

所述康铜片覆盖无氧铜本体的上端面；

所述无氧铜本体为向下凸起的柱体结构，柱体结构的中部沿轴线方向具有截面为圆形的通孔，圆形的通孔的外部具有沿轴线方向设置有的内表面为圆柱面的环形降温槽，降温槽的顶端靠近无氧铜本体的上端面延伸至无氧铜本体的底端，圆形的通孔和降温槽之间的无氧铜本体向下延伸形成圆柱形凸起；

所述连接件为环状结构，内表面与无氧铜本体的圆柱形凸起的外表面匹配；连接件的上端面连接无氧铜本体的下端面；所述连接件具有环形通道，连接至降温槽；环形通道的底端经封闭后留有与进水管匹配的进水口，和与出水管匹配的出水口；

所述进水管和出水管连接在连接件的下端，分别连接进水口和出水口；冷却水经进水管进入连接件的环形通道后，进入无氧铜本体的降温槽进行降温，再经连接件的环形通道流至出水管流出；