[发明专利]一种低压临界热流密度实验系统及实验方法

权利要求书

1.一种低压临界热流密度实验系统，其特征在于：包括介质流量测量管段(1)、预热管段(2)、实验加热管段(3)、介质上升管段(4)、冷凝器(5)、介质下降管段(6)、第一三通阀(7)、连接管路(8)、第二三通阀(10)以及供水单元；

第一三通阀(7)的出水口、介质流量测量管段(1)、预热管段(2)、实验加热管段(3)、介质上升管段(4)、冷凝器(5)、介质下降管段(6)、第二三通阀(10)、连接管路(8)、第一三通阀(7)的一个进水口沿着介质的流向依次连通，从而形成一个循环回路；

供水单元与所述第一三通阀(7)的另一个进水口连通用于向循环回路中提供循环介质；

实验加热管段(3)包括第一热电偶(31)、第二热电偶(32)、测压仪(33)、压差仪(36)、加热组件(34)以及筒体(35)；

加热组件(34)套设在筒体(35)内，且加热组件(34)和筒体(35)之间形成介质流通通道；

加热组件(34)包括导热芯棒(341)、螺塞(342)、外导电管(343)、陶瓷内管(344)、陶瓷外管(345)、连接管(346)以及定位头(347)；

外导电管(343)同轴套设在导热芯棒(341)的外部，导热芯棒(341)的位于外导电管(343)内的部分外壁上设有陶瓷内管(344)，相应外导电管(343)的内壁上设有陶瓷外管(345)，陶瓷内管(344)和陶瓷外管(345)之间形成一个环状腔室(348)；

导热芯棒(341)包括上部非加热段(3411)、中部加热段(3412)以及下部非加热段(3413)；

外导电管(343)外壁上对应所述中部加热段(3412)的位置套设快速导热筒(349)；快速导热筒(349)材质为因科镍625；

第一热电偶(31)安装在所述中部加热段(3412)对应筒体上，其测头位于所述介质流通通道内，用于测量介质的温度；

测压仪(33)对应所述中部加热段(3412)的加热起点安装，用于测量加热起点的压力；

压差仪(36)对应所述中部加热段(3412)的加热终点安装，用于测量加热段的压差；

第二热电偶(32)安装在所述中部加热段(3412)对应筒体上，其测头位于所述环状腔室(348)内，用于测量快速导热筒(349)的温度；

外导电管(343)上端与所述螺塞(342)螺纹连接，外导电管(343)下端通过连接管(346)与定位头(347)连接，定位头(347)与筒体(35)配合用于将整个加热组件固定在筒体内；

导热芯棒(341)和外导电管(343)分别与外部电源的正负极连接；

所述介质流量测量管段(1)出口、实验加热管段(3)的进口和出口、介质上升管段(4)、冷凝器(6)的进口和出口以及冷凝回路的管道上均安装有第三热电偶(24)；

所述介质上升管段(4)末端安装敞口容器(15)。

2.根据权利要求1所述的低压临界热流密度实验系统，其特征在于：所述供水单元包括水箱(9)以及水泵(11)；第二三通阀(10)的一个进水口与所述水箱(9)顶部连通，水箱(9)底部通过水泵(11)与所述第一三通阀(7)的一个进水口连通。

3.根据权利要求2所述的低压临界热流密度实验系统，其特征在于：所述第一热电偶(31)为四个，且沿着介质流向自下而上安装在所述中部加热段对应筒体上；第二热电偶(32)为九个，且沿着介质流向依次自下而上安装在所述中部加热段对应筒体上，相邻第二热电偶(32)之间间距自下而上逐渐减小。

4.根据权利要求3所述的低压临界热流密度实验系统，其特征在于：所述筒体(35)包括进口管(351)以及出口管(352)；

进口管(351)为两端均设有法兰的弯管结构；

出口管(352)包括竖直段(3521)、膨胀段(3522)以及水平段(3523)；竖直段(3521)、膨胀段(3522)依次连通，水平段(3523)与所述膨胀段(3522)中部连通，竖直段(3521)的下端、膨胀段(3522)上端以及水平段(3523)的左端均设有法兰；竖直段(3521)的下端通过法兰与进口管(351)连通；水平段(3523)的左端通过法兰与所述介质上升管段(4)连通；

膨胀段(3522)下半部分管径由下自上逐渐增大，膨胀段(3522)上半部分管径相同。