[发明专利]一种电磁泵驱动液态金属循环传热性能测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及传热性能测量装置，具体是一种液态金属循环传热性能测试装置。

背景技术

电磁泵驱动液态金属传热是一种高效传热方式，通过不同设计可用于核反应堆传热、芯片冷却、飞行器主动冷却等诸多领域。有效测定电磁泵驱动液态金属流动温度、流量、压力损失及电磁泵效率，是验证和测评电磁泵驱动液态金属传热系统的传热及传热控制性能的必要手段，是对电磁泵驱动液态金属循环传热系统进行设计和优化的基础。

目前对电磁泵驱动液态金属传热尚未有精确测试装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电磁泵驱动液态金属循环传热性能测试装置，以验证和测评电磁泵驱动液态金属传热系统的传热及传热控制性能，并对电磁泵驱动液态金属循环传热系统进行设计和优化。

本发明是这样实现的：一种电磁泵驱动液态金属循环传热性能测试装置，其中，包括：电磁泵、可控电加热器、载荷散热器、注-排液装置、膨胀补偿装置、测量传感器、管路，管路实现上述各个部件的串联，各部件中均含中空流道使液态金属流通；

液态金属流动的顺序为：经注-排液装置注入整个测试装置，然后经过管路流动到可控电加热器，经过可控电加热器加热后流至载荷散热器，然后经过电磁泵回到注-排液装置；

其中的测量传感器包括：可控电加热器前后分别布置的测温一传感器、测温二传感器，载荷散热器前后分别布置的测温三传感器、测温四传感器，以及在载荷散热器前后分别布置的测压一传感器、测压二传感器，电磁泵与注-排液装置之间布置的测压三传感器，在电磁泵与注-排液装置之间安装的流量计；

可控电加热器：选择循环式电加热方式；工作中低温流体介质通过管道在压力作用下进入其输入口，沿着电加热容器内部换热流道，运用流体热力学原理设计的路径，带走电热元件工作中所产生的高温热能量，使被加热介质温度升高，电加热器出口得到高温介质；

载荷散热器选择液体或空气强制冷却方式；

注-排液装置包括：注液槽、排气阀和排液泵；

配阀门的注液槽用于存贮液态金属，利用液态金属自身重量将流体压注入到上述管路中；排气阀安装在管路上，为气-液联动式阀门，利用浮子随液面升降之力，联动排气装置启闭，达到自动排气的目的；管路中的流体通过排气阀时，气体被收集到阀体内时，由于气压作用，阀体内液面下移，浮子随之下降，其降至下限时，联动杠杆系统，打开排气阀阀口，向管道外放出带压气体，结果因阀内压力减小液面随之上移，浮子上升，在弹簧弹力作用下，排气口关闭；这样气体就不断被收集、排放、再收集、再排放，完成管道系统的自动排气过程；排液泵用于实现试验后液态金属的回收；排液泵安装位置处于整个结构的最低点；

膨胀补偿装置为在管路中安装的波纹管。

如上所述的一种电磁泵驱动液态金属循环传热性能测试装置，其中，载荷散热器为在管路中设置的散热片，以及冷风机。

如上所述的一种电磁泵驱动液态金属循环传热性能测试装置，其中，载荷散热器两端设置为拆卸接口。

本发明的优点是提出一种电磁泵驱动液态金属循环传热性能测试装置，能够实现液态金属的加热、循环、温度压力检测，并能够补偿液态金属的热胀冷缩，自动对液态金属中的气体进行排出，解决了电磁泵驱动液态金属循环传热的性能测试问题。

附图说明

图1是电磁泵驱动液态金属循环传热装置结构示意图；

图2是加热设备工作过程图；

图3是流体排注辅助机构。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明：

如图1所示，一种电磁泵驱动液态金属循环传热性能测试装置，主要包括：电磁泵、可控电加热器、载荷散热器、注-排液装置、膨胀补偿装置、测量传感器、管路及接口六部分，各部件中均含中空流道使液态金属流通，装置整体采用工业通用的安全防护措施，防止高温的液态金属可能对人和设备带来的损害。

其原理在于：

电磁泵驱动液态金属在各部件和管路中循环流动，液态金属在可控电加热器处吸热，通过流动将热量传递至载荷散热器处散出，循环过程通过温度传感器、压力传感器、流量计实时测量(同时测量可控电加热器、电磁泵电流和电压，以推算功率和效率)。

液态金属流动的顺序为：经注-排液及膨胀补偿装置注入整个测试装置，然后经过管路流动到可控电加热器，经过可控电加热器加热后流至载荷散热器，然后经过电磁泵回到注-排液及膨胀补偿装置。