[发明专利]一种感应加热装置和微流亚跨超音速高温风洞设备

说明书

本发明提供了一种感应加热装置和微流亚跨超音速高温风洞设备，涉及风洞实验室技术领域。该感应加热装置包括加热主体和缠绕于加热主体表面用于对加热主体加热的电感加热器，加热主体包括柱体、第一封头和第二封头，柱体内设置有多根贯穿其轴向的孔道，第一封头和第二封头分别安装于柱体的轴向两端，且第一封头和第二封头内均设置有多个相互独立的空气流腔，以使得多根孔道之间通过两侧的空气流腔连通形成沿柱体轴向来回往复的空气流道，加热主体还设置有与空气流道连通的进气口和出气口。其能够高效节能的加热空气，加热范围大，空间利用率高，占地面积小。此外，该微流亚跨超音速高温风洞设备能够为密封件的测试提供需要的高流速、高温气流环境。

技术领域

本发明涉及风洞实验室技术领域，具体而言，涉及一种感应加热装置和微流亚跨超音速高温风洞设备。

背景技术

风洞即风洞实验室，是以人工的方式产生并且控制气流，用来模拟飞行器或实体周围气体的流动情况，并可量度气流对实体的作用效果以及观察物理现象的一种管道状实验设备，它是进行空气动力实验最常用、最有效的工具之一。风洞实验是飞行器研制工作中的一个不可缺少的组成部分。这种实验方法流动条件容易控制。实验时，常将模型或实物固定在风洞中进行反复吹风，通过测控仪器和设备取得实验数据。为研究密封件在高温下的热密和气密性能，高温风洞试验将成为重要手段。电弧风洞是目前常用的高温风洞，在运行时高压气流经电弧加热器加热，通过喷管膨胀加速，形成高温射流，对安装在喷管出口的试件进行高温烧蚀以及气动试验，试验后的气流进入扩压器减速，通过冷却器冷却至常温后进入真空容器。

目前，国内电弧风洞一般采用金属丝大电流熔融引弧的方法启动电弧加热器，但在使用过程中也暴露了一系列无法克服的问题。如：(1)准备时间长，每完成一次试验必须放掉试验段真空，安装金属丝完毕后重新抽真空；(2)可靠性差，气流量稍大，就会造成金属丝虚接、吹断；(3)熔渣影响设备安全，未完全熔融的金属丝落在电极之间，降低绝缘，导致局部放电，烧损设备；(4)熔化后的金属丝粉末堵塞测压管道，影响参数测试。

针对隔热型密封件、缝隙填充型密封件、层叠薄片型密封件和高弹材料密封件的测试，美国NASA的格林研究中心在研究高温密封时曾开发了几套密封测试试验台，其为了测试密封件在不同压缩量和高温下的隔热性能和泄露量，其开发的一套电弧喷气试验的控制面密封试验夹具装置，使用的高温气体为氧和乙炔的燃烧气体，通过调节喷嘴与密封测试件的距离来调节加载温度，但其未能实现对温度的精准控制，同时由于氧气等燃烧气体的进入以及气体流速无法接近真实的环境，其实际的氧化环境也无法进行模拟。

目前国内也开展了一些高温密封的研究，取得了一些成果。2015年，哈尔滨工业大学发明了一种高温结构密封性能地面模拟测试装置及测试方法(发明号：CN105181308A)，其使用的也是如同NASA格林中心开发的电弧喷气试验的控制面密封试验夹具装置中使用的燃气加热装置，其通过塞式量热计标定试验热流密度状态，确定加热装置出口与组合结构测试件表面的距离和进气流量并在密封件背面测试温度。2018年空间物理重点实验的研究人员在其论文中使用了一种电子射流试验台进行基线密封的热密封性能测试。通过电子射流冲击有间隙的实验台一侧，并在背面测试实验台的温度，通过比较有无密封情况下温度的变化情况以及经过电子射流冲击，试验台的完整情况来评价热密封性能。上述实验台都存在温度不可控以及实际的氧化环境也法进行模拟的问题。

鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种感应加热装置，其能够实现对空气加热的温度可调控，可以高效、节能的加热空气，且加热范围大，能够在较小的空间内将空气加热到指定温度，空间利用率高，占地面积小。

本发明的目的包括，例如，提供了一种微流亚跨超音速高温风洞设备，其能够提供隔热型密封件、缝隙填充型密封件、层叠薄片型密封件和高弹材料密封件测试进行测试时需要的高流速、高温气流环境。

本发明的实施例可以这样实现：