[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有效

专利信息
申请号: 201811386385.4 申请日: 2018-11-20
公开(公告)号: CN109613053B 公开(公告)日: 2020-05-22
发明(设计)人: 张大林;宋功乐;孙汝雷;周健成;田文喜;苏光辉;秋穗正 申请(专利权)人: 西安交通大学
主分类号: G01N25/20 分类号: G01N25/20
代理公司: 西安智大知识产权代理事务所 61215 代理人: 何会侠
地址: 710049 陕*** 国省代码: 陕西;61
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摘要: 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。
搜索关键词: 整体 烧结 矩形 通道 临界 热流 密度 可视化 测量 实验 装置
【主权项】:
1.一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,其特征在于:包括整体烧结陶瓷基体(R),置入整体烧结陶瓷基体(R)一侧凹形通道中的加热板(G),压合在凹形通道中与加热板(G)间留有间隙的内嵌石英玻璃(E)的不锈钢板(F),加热板(G)宽度与凹形通道宽度之间采用公差配合的方式紧固,加热板(G)长度小于凹形通道长度,两边留有空腔;还包括由嵌在整体烧结陶瓷基体(R)中导电装置即入口端铜排(I)、加热板(G)和出口端铜排(D)构成的导电回路,整体烧结陶瓷基体(R)另一侧的一端插入入口端铜排(I),另一端插入出口端铜排(D),入口端铜排(I)两端为弯折成90°角的弯折段,一端弯折段较长,延伸出整体烧结陶瓷基体(R)的另一侧,一端弯折段较短,插入加热板(G)一端沿整体烧结陶瓷基体(R)高度方向的入口端槽孔(S),出口端铜排(D)两端也为弯折成90°角的弯折段,长弯折段延伸出整体烧结陶瓷基体(R)的另一侧,短弯折段插入加热板(G)另一端沿整体烧结陶瓷基体(R)高度方向的出口端槽孔(P),加热板(G)处于入口端铜排(I)和出口端铜排(D)的非弯折段之间,加热板(G)两端弯折成90°角,两端的弯折段长度相等且等于入口端铜排(I)和出口端铜排(D)短弯折段的长度,加热板(G)一端的弯折段插入入口端槽孔(S),与入口端铜排(I)的短弯折段在入口端槽孔(S)内贴面焊接,加热板(G)另一端的弯折段插入出口端槽孔(P),与出口端铜排(D)的短弯折段在出口端槽孔(P)内贴面焊接;还包括由入口通道(K)、入口缓冲腔(J)、矩形窄缝通道(H)和出口缓冲腔(C)、出口通道(M)组成的流体流动通道,入口空心铜柱(U)的中空间隙为入口通道(K),出口空心铜柱(N)的中空间隙为出口通道(M),入口空心铜柱(U)顶部与入口端铜排(I)长弯折段部分侧面、不锈钢板(F)部分底面围成的区域为入口缓冲腔(J),出口空心铜柱(N)顶部与出口端铜排(D)长弯折段部分侧面、不锈钢板(F)部分底面围成的区域为出口缓冲腔(C),内嵌石英玻璃(E)的不锈钢板(F)与加热板(G)之间的间隙即为矩形窄缝通道(H);还包括位于整体烧结陶瓷基体(R)上的入口测压组件孔(T)、出口测压组件孔(O)和多个热电偶组件系列孔(Q)以及用于压合内嵌石英玻璃(E)的不锈钢板(F)和整体烧结陶瓷基体(R)的上不锈钢紧固件(B)和下不锈钢紧固件(L),入口测压组件孔(T)穿过下不锈钢紧固件(L)、整体烧结陶瓷基体(R)和入口端铜排(I)与矩形窄缝通道(H)连通,出口测压组件孔(O)穿过下不锈钢紧固件(L)、整体烧结陶瓷基体(R)和出口端铜排(D)与矩形窄缝通道(H)连通,多个热电偶组件系列孔(Q)均穿过下不锈钢紧固件(L)和整体烧结陶瓷基体(R)直达加热板(G)但不穿过加热板(G),孔位横向布置在加热板(G)中心线上且等间距分布,按一排三个和一排一个的方式交替布置,在一排三个的截面上,除加热板(G)中心线上的多个热电偶组件系列孔(Q)外,剩下两个点分别布置在加热板(G)中心线与两侧边线的中点位置,在加热板(G)末端位置密集布置三排热电偶组件系列孔(Q),中间一排按一排两个的方式布置,剩下两排按一排三个的方式布置,入口测压组件孔(T)和首个热电偶组件孔以及出口测压组件孔(O)和最后一个热电偶组件孔均相隔一定距离,上不锈钢紧固件(B)和下不锈钢紧固件(L)用螺栓(A)紧固连接以便压合内嵌石英玻璃(E)的不锈钢板(F)与整体烧结陶瓷基体(R),上不锈钢紧固件(B)为一平板,中间开方形槽,方形槽尺寸小于石英玻璃(E),以上所有组件与整体烧结陶瓷基体(R)的接触面之间全部涂抹高温密封胶用于密封连接;流体通过入口通道(K)进入实验装置,经过入口缓冲腔(J)后流经矩形窄缝通道(H),此时流体流动处于充分发展阶段,再经出口缓冲腔(C)及出口通道(M)流出,当流体流量达到预定值后稳步增加压力,在入口端铜排(I)和出口端铜排(D)上接入直流电源,电流流经加热板(G)后发热直接加热通道中的流体,缓慢升高电源功率直至通道内发生临界沸腾现象,临界沸腾现象发生时,某个热电偶测得的温度会发生飞升,透过加热板(G)出口位置的石英玻璃(E)能够直观观察临界沸腾现象发生时汽相的运动行为,通过汽相运动行为也能判断临界沸腾现象的发生。
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