[发明专利]一种航空油箱对流换热系数的测量装置及方法

权利要求书

1.一种航空油箱对流换热系数的测量装置，其特征在于，包括：

框架(1)，所述框架(1)包括U型支架和底板，所述U型支架的顶端开设有第一通孔，所述底板安装在所述U型支架的底部；

螺杆(2)，所述螺杆(2)的上端穿过所述U型支架的第一通孔，并通过两个螺栓与所述U型支架固定连接；

加压块体(3)，所述加压块体(3)开设有第二通孔，所述加压块体(3)通过第二通孔套设在所述螺杆(2)上；

上压头(4)，所述上压头(4)设置在所述加压块体(3)的下方，所述上压头(4)上安装有热电偶，所述上压头(4)的上端开设有盲孔，所述螺杆(2)的下端穿过所述加压块体(3)的第二通孔后设置在所述盲孔中，所述上压头(4)的下端套设有密封圈；

下压头(5)，所述下压头(5)设置在所述上压头(4)的下方，所述下压头(5)上安装有热电偶，所述下压头(5)的上端开设有油槽，所述油槽中注有油液，所述上压头(4)的下端设置在所述油槽中，并与油液的上液面接触；

加热块体(6)，所述加热块体(6)设置在所述下压头(5)的下方，所述加热块体(6)上安装有热电偶；

通过夹具实现所述下压头(5)以及所述加热块体(6)与所述底板固定。

2.根据权利要求1所述的航空油箱对流换热系数的测量装置，其特征在于，所述上压头(4)和所述下压头(5)均用隔热毡包裹。

3.根据权利要求2所述的航空油箱对流换热系数的测量装置，其特征在于，所述上压头(4)和所述下压头(5)分别由上至下均匀布置有4个K型热电偶，所述加热块体(6)上布置有1个K型热电偶。

4.根据权利要求1所述的航空油箱对流换热系数的测量装置，其特征在于，所述加热块体(6)采用包裹电阻丝的加热带作为热源，温度控制系统通过所述加热块体(6)上的热电偶反馈的温度以及控制阈值来调节所述加热带的通电状态。

5.根据权利要求1所述的航空油箱对流换热系数的测量装置，其特征在于，所述夹具上开设有第三通孔和螺栓孔，所述夹具套设在所述下压头(5)的下端，并通过螺栓与所述底板固定连接。

6.一种航空油箱对流换热系数的测量方法，基于权利要求1至权利要求5任意一项所述的航空油箱对流换热系数的测量装置，其特征在于，包括：

步骤一：组装测量装置；

步骤二：将油液高度设置为5mm，取下上压头(4)下端的密封圈，使油液接触大气，保持一个大气压状态，将加热块体(6)升温至100℃，并在此温度下保温，直至上压头(4)和下压头(5)的温度测点在300s内变化幅度不超过0.2℃；

步骤三：测量上压头(4)和下压头(5)上热电偶的温度数据，分别计算得到通过上压头(4)和下压头(5)的热流，得到上压头(4)下端面的温度以及下压头(5)上端面的温度；

步骤四：将加热块体(6)升温至150℃，重复步骤二和步骤三；

步骤五：将油液高度设置为8mm，重复步骤二至步骤四，计算获得一个大气压下100℃、150℃对流换热系数；

步骤六：安装上压头(4)下端的密封圈，安装加压块体(3)使油液受到0.5个大气压，重复步骤二至步骤五，获得0.5个大气压下100℃、150℃对流换热系数；

步骤七：将一个大气压下100℃、150℃对流换热系数以及0.5个大气压下100℃、150℃对流换热系数进行拟合，得到压强-温度-对流换热系数关系曲线。

7.根据权利要求6所述的航空油箱对流换热系数的测量方法，其特征在于，所述加热块体(6)采用包裹电阻丝的加热带作为热源，所述电阻丝加热面积为70mm×50mm。

8.根据权利要求7所述的航空油箱对流换热系数的测量方法，其特征在于，步骤六中，所述加压块体(3)为直径为10cm、高度44cm的圆柱体铅块。