[发明专利]一种用于喷雾冷却实验系统测算热流密度的热源模拟装置

权利要求书

1.一种用于喷雾冷却实验系统测算热流密度的热源模拟装置，其特征在于：所述的热源模拟装置整体是一个组合结构体，其包括加热部分和导热测量部分；加热部分包括硅电子调压器、电参数测量仪、陶瓷加热圈、隔热棉、片状散热体；市电通过所述硅电子调压器给所述陶瓷加热圈供电，电子调压器和陶瓷加热圈串联于所述电参数测试仪的电流检测部，同时陶瓷加热圈与所述电参数测试仪的电压检测部并联；导热测量部分包括导热柱、热电偶以及隔热棉；所述陶瓷加热圈产生的热量借助所述片状散热体通过热传导传递到导热柱，所述导热柱及陶瓷加热圈被多层陶瓷纤维绝热材料包裹隔热，导热柱内部的传热可被认为是一维传热，导热柱的三个不同截面温度由导热柱中的热电偶测量，以得到三个不同截面的温度，再利用傅里叶导热定律计算热流密度。

2.根据权利要求1所述的热源模拟装置，其特征在于：所述陶瓷加热圈呈现竖直圆周顺序放置，中间为片状散热体，与不锈钢的锅体之间用隔热棉填充。

3.根据权利要求2所述的热源模拟装置，其特征在于：所述陶瓷加热圈的上端有个圆形凹坑，以便于导热柱结合。

4.根据权利要求2所述的热源模拟装置，其特征在于：所述电子调压器可调节输入的电压以适应不同的实验需要，电参数测试仪上可读出电流、电压参数，并设置一定的电流、电压、电功率安全警报值。

5.根据权利要求1所述的热源模拟装置，其特征在于：所述导热柱为凸台结构，大端直径为36mm，高度为96mm，小端直径为10mm，高度为5mm，材料为导热系数较高且具有一定的抗氧化性能的黄铜；其结构小端与加热片中间的片状散热体接触，结构大端为发热面，在喷雾或者射流实验中接受工作流体的喷雾或者冲击。

6.根据权利要求5所述的热源模拟装置，其特征在于：导热柱三个不同截面与大端发热面的距离分别为2mm、37mm、72mm，每个截面上的小孔直径为2mm，深度分别为6mm、12mm、18mm，每个截面上的小孔成120°夹角分布，热电偶放置在这些小孔中，以实时采集每个截面的三个不同位置温度。

7.根据权利要求1所述的热源模拟装置，其特征在于：所述导热柱周围用绝热棉包裹住，以保证导热柱的导热是一维传热。

8.根据权利要求1所述的热源模拟装置，其特征在于：所述热电偶为三层T型热电偶。

9.根据权利要求5所述的热源模拟装置，其特征在于：热流密度计算公式为：其中t₁、t₂是不同截面的平均温度，δ是不同截面之间的距离，λ是黄铜的导热系数为λ＝118W/(m·K)。