[发明专利]一种热流局部集中下矩形窄缝通道试验段及试验方法

权利要求书

1.一种热流局部集中下矩形窄缝通道试验段，其特征在于：所述试验段采用单侧间接电加热，包括流道进口(1)、流道出口(2)、测温孔(3)、加热板(4)、导热铜板(5)、空腔(6)、导热铝板(7)、壳体(8)、外侧视窗(9)、气隙(10)、内侧视窗(11)、矩形窄缝流道(12)及可移动铝块(13)；

壳体(8)中部加工有矩形窄缝流道(12)，矩形窄缝流道(12)一侧的壳体中依次设置所述加热板(4)、导热铜板(5)和导热铝板(7)，导热铝板(7)临近矩形窄缝流道(12)，且导热铝板(7)与导热铜板(5)接触的局部位置开设一个或多个腔体，腔体中放置可移动铝块(13)，可移动铝块(13)的中部镂空；可移动铝块(13)的中部镂空部分以及腔体中未被可移动铝块(13)填充的部分组成空腔(6)，通过调整腔体的位置分布和尺寸改变矩形窄缝流道(12)内的热流集中发生位置及热流集中度；空腔(6)的调整通过填充与空腔(6)尺寸相匹配的可移动铝块(13)来实现：调整可移动铝块(13)的位置以改变空腔(6)位置；改变可移动铝块(13)的类型来改变空腔(6)尺寸；

矩形窄缝流道(12)另一侧的壳体去除，被外侧视窗(9)、气隙(10)、内侧视窗(11)代替共同组成可视化窗口，用于观察实验现象；气隙(10)中充入高压惰性气体，高压惰性气体用于平衡内侧视窗(11)与矩形窄缝流道(12)、气隙(10)接触的两侧的压差，使得内侧视窗(11)只需满足耐高温特性即可；高压惰性气体是热的不良导体，削弱了矩形窄缝流道内的高温工质向外侧视窗(9)的传热，使得外侧视窗(9)只需满足耐压特性即可；

所述试验段还包括在壳体(8)上开设的与矩形窄缝流道(12)连通的流道进口(1)和流道出口(2)以及用于测量导热铝板(7)温度的多个热电偶插入的测温孔(3)。

2.根据权利要求1所述的一种热流局部集中下矩形窄缝通道试验段，其特征在于：所述可移动铝块(13)有多种类型，不同类型的可移动铝块的镂空尺寸不同。

3.根据权利要求1所述的一种热流局部集中下矩形窄缝通道试验段，其特征在于：所述导热铜板(5)的厚度为4cm，以保证与导热铝板(7)接触的面具有均匀的温度分布。

4.根据权利要求1所述的一种热流局部集中下矩形窄缝通道试验段，其特征在于：所述壳体(8)为304不锈钢壳体。

5.根据权利要求1所述的一种热流局部集中下矩形窄缝通道试验段，其特征在于：所述加热板(4)为钨铼加热板。

6.权利要求1至5任一项所述的一种热流局部集中下矩形窄缝通道试验段的试验方法，其特征在于：试验开始时，工质自流道进口(1)进入矩形窄缝流道(12)，同时气隙(10)内开始充入惰性气体，保证内侧视窗(11)两侧压差在安全范围内；待工质流动稳定之后，开始通电加热，电功率分多个阶段逐级提升，保证温度平缓上升，使得在沸腾临界发生，加热壁面出现温度飞升时，能够及时切断电源从而保证试验段的安全；实验数据采集完成后，切断电源并保持工质流量不变用于给试验段降温，待试验段温度降至室温以后，断开工质供给并减小气隙(10)内惰性气体气压；随后更换可移动铝块的类型或改变其位置，重复上述过程，完成不同工况下的实验。