[发明专利]整体烧结的矩形窄缝通道临界热流密度可视化测量实验装置

说明书

本发明公开了一种整体烧结的矩形窄缝通道临界热流密度可视化测量实验装置，包括由入口端铜排、加热板和出口端铜排构成的导电回路，由入口通道、入口缓冲腔、矩形窄缝通道和出口缓冲腔、出口通道组成的流体流动通道，由嵌在整体烧结陶瓷基体凹槽中的加热板和内嵌石英玻璃的不锈钢板构成的可承受高温高压气液两相流体冲击的矩形窄缝通道，嵌入整体烧结陶瓷基体中用于测量相关实验参数的测压组件及热电偶组件；流体经过入口通道和入口缓冲腔后进入矩形窄缝通道，在矩形窄缝通道中流体受热后发生沸腾临界现象，通过石英玻璃可有效观察通道内临界沸腾时汽相的运动行为，通过汽相运动行为及热电偶的温度信息判断临界沸腾现象的发生，为深入研究矩形窄缝通道内临界沸腾现象的机理提供了实验保障条件。

技术领域

本发明属于气液两相流动传热领域，具体涉及一种整体烧结的矩形窄缝通道临界热流密度可视化测量的实验装置。

背景技术

临界热流密度是保证反应堆堆芯安全最为重要的热工水力限制参数，临界沸腾现象发生时，冷却剂流动沸腾机理转变、换热系数降低，燃料元件表面传热性能恶化、壁温升高，严重的可使燃料元件烧毁从而引起放射性泄漏。因此对临界热流密度的准确预测对于反应堆设计和安全分析具有重要的意义，可为设计提供依据，为传热设备的安全运行提供保障。

矩形窄缝通道是窄缝通道一种重要的结构形式。窄缝通道传热技术由于具有传热温差小、结构紧凑、无需复杂的表面加工和处理、在通道内高速流体的冲刷下，换热表面不易发生沉淀和污染等特点，已作为一种新兴传热技术日益被人们所重视，它在反应堆工程及其他的诸如航天技术、制冷技术、电子器件冷却等工程领域，都得到了广泛的实际工程应用。

矩形窄缝通道与常规通道的热工水力特性不同，对矩形窄缝通道的临界热流密度进行准确测量，结合通道的可视化，明确临界热流密度发生过程中汽相的运动行为，有助于揭示矩形窄缝通道内临界热流密度的发生机理。

目前在矩形通道临界热流密度可视化测量方面，尚未找到已公开的实验装置。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种整体烧结的矩形窄缝通道临界热流密度可视化测量实验装置，该装置主体为烧结陶瓷，结构简单，根据通道出口的可视化窗口观察气泡行为及壁温测量实现对临界热流密度的捕获。

本发明的目的是通过以下技术方案实现：