[发明专利]一种多功能并联多通道流体加热实验装置及工作方法

权利要求书

1.一种多功能并联多通道流体加热实验装置，其特征在于：所述加热实验装置是基于改变试验段导热能力、对流换热能力、流量及特征尺寸的方式以改善并联多通道间的热量-流量的分配比例，进而在同一试验件基本原理的基础上实现多功能的非等温流体加热实验；所述加热实验装置包括位于整个实验装置最前端的前密封进气室(1)，对从进气回路引入的试验工质气体进行缓冲和整流，使其在良好的气密性条件下平稳地进入试验件中；前密封进气室后的主流动管路(2)一端紧密夹持或焊接入前密封进气室(1)内，对主流试验工质起引导作用；经主流动管路引导的气体进入通过法兰连接在主流动管路另一端的并联分流件(3)中；并联分流件(3)与并联支路(4)通过法兰连接，管径分别对应，引导气体流入次流动管路中，并联支路次流动管路的管径相同或不同；各并联支路试验段外壁分别与试验段加热件内壁紧贴，试验段加热件包括支路件块和分隔支路件块的中间件块，试验段加热件由线圈型电磁感应加热装置(8)进行加热，线圈型电磁感应加热装置(8)的加热量通过电磁线圈中的电流、线圈匝数、线圈密度进行控制，通过改变试验段加热件各件块的导热性、绝缘性实现对各并联支路热量的不同分配；各并联支路中的流体流经加热段后经过带有流量控制阀门的支路流量计，实现对不同并联支路流量、压降的分别控制；并联支路中的气体工质经并联合流件(11)汇集，并联合流件(11)与并联支路末端通过法兰连接，管径分别对应；汇集后的流体经带有流量控制阀门的主回路流量计(12)，用以对各路流量进行控制、校准和试验准确性确认；气体工质最后流入后密封出气室(13)，后密封出气室(13)对试验回路中流出的气体进行缓冲和整流，使其平稳的流出实验装置。

2.根据权利要求1所述的一种多功能并联多通道流体加热实验装置，其特征在于：当试验段加热件各支路件块管径相同，中间件块(6)为不导热绝缘陶瓷材料，各支路件块为大小相同的同种金属材料，且支路流量计及主回路流量计(12)全开，线圈型电磁感应加热装置(8)的线圈缠绕均匀时，该流体加热实验装置功能表现为具有近余弦功率密度分布的流体加热实验装置。

3.根据权利要求1所述的一种多功能并联多通道流体加热实验装置，其特征在于：当试验段加热件各支路件块管径相同，中间件块(6)为不导热绝缘陶瓷材料，各支路件块为大小相同的同种金属材料，且支路流量计及主回路流量计(12)全开，改变线圈型电磁感应加热装置(8)的线圈分段数、线圈缠绕的匝数均匀程度、线圈密度及各段线圈的通电电流大小，该流体加热实验装置功能表现为具有可控功率密度分布的流体加热实验装置。

4.根据权利要求1所述的一种多功能并联多通道流体加热实验装置，其特征在于：当试验段加热件各支路件块管径相同或不同，中间件块(6)为不导热绝缘陶瓷材料，各支路件块采用大小相同、导热率近似但电阻率不同的金属材料，支路流量计及主回路流量计(12)全开，线圈型电磁感应加热装置(8)在两端呈对称缠绕时，该流体加热实装置能够模拟并联多通道间因加热量分配不均产生的流量分配现象。

5.根据权利要求1所述的一种多功能并联多通道流体加热实验装置，其特征在于：当试验段加热件各支路件块管径相同或不同，部分支路件块与部分中间件块为导热绝缘陶瓷材料，部分支路件块与部分中间件块为导热导电金属材料，支路流量计及主回路流量计(12)全开，热量由导电端支路件块和导电端中间件块向绝缘端支路件块和绝缘端中间件块传递，该流体加热实验装置能够模拟并联多通道间释热支路向非释热支路的热量传递及流量分配过程。

6.根据权利要求1所述的一种多功能并联多通道流体加热实验装置，其特征在于：当试验段加热件各支路件块管径相同或不同，各支路件块为导热绝缘陶瓷材料，其导热率相同或不同，中间件块(6)为导热导电金属材料，支路流量计及主回路流量计(12)全开，热量由中间件块向两端支路件块传递，该流体加热实验装置能够模拟非均匀释热介质多冷却通道间因孔径、导热率产生的流量、热量分配不均过程。