[发明专利]一种电磁感应加热气体换热实验装置

说明书

本发明公开了一种电磁感应加热气体换热实验装置，包括：注气管；装置主体，所述装置主体内部设有实验管、隔热层以及感应线圈；所述实验管的一端与所述注气管接通；所述隔热层套设于所述实验管的外部；所述感应线圈套设于所述隔热层的外部；排气管，所述排气管与所述实验管的另一端接通；感应加热电源，所述感应加热电源与所述感应线圈电连接。本发明通过感应线圈对实验管非接触式感应加热，避免了实验管出现通电的现象，从而确保人员安全，且该装置作业更稳定、壁面热流密度更均匀、气密性更好、实验精度更高。

技术领域

本发明涉及能源与动力技术领域，更具体地说是涉及一种电磁感应加热气体换热实验装置。

背景技术

气体由于密度低、压缩性好，常用在特殊需求的能源动力行业中，如燃气轮机及设备、空气冷却航空发动机、火箭发动机、氦气冷却核聚变反应堆包层、高温气冷反应堆(氦气、氮气、氩气、二氧化碳、氦氙混合气体等)、氢气冷却核热推进反应堆以及各种气体换热器等。气体在这些设备中的流动换热特性影响着这些设备的运行性能、安全，因此需要相关的实验研究该问题。

由于气体的密度小，实验装置在长期运行中会因密封不好、结构失效等原因发生泄漏，特别是氢气这类易燃易爆气体，会导致危险事故发生。并且现有技术中的加热方式是主要采用通电接触实验管加热，这样极易发生实验管带电、甚至漏电现象，因此存有安全隐患。

因此，如何提供一种可实现非接触式感应加热、且作业稳定、壁面热流密度均匀、气密性更好的超高温气体实验密封装置，是本领域亟需解决的技术问题之一。

发明内容

本发明提供了一种电磁感应加热气体换热实验装置。目的就是为了解决上述不足。

为解决上述技术问题，本发明采取了如下技术方案：

一种电磁感应加热气体换热实验装置，包括：

注气管；装置主体，所述装置主体内部设有实验管、隔热层以及感应线圈；所述实验管的一端与所述注气管接通；所述隔热层套设于所述实验管的外部；所述感应线圈套设于所述隔热层的外部；排气管，所述排气管与所述实验管的另一端接通；感应加热电源，所述感应加热电源与所述感应线圈电连接。

此技术方案的有益效果是：所述感应线圈对所述实验管非接触式感应加热，在超高温加热的同时，也有效避免了所述实验管出现带电的现象，从而确保了人员的安全。

优选地，所述感应线圈与所述实验管的间距为3-25cm。

优选地，所述感应线圈与所述实验管的间距为8cm。

优选地，所述注气管和所述排气管通过法兰紧密连接于所述装置主体的两端。

优选地，所述注气管内部设有折流通道。

此技术方案的有益效果是：使气体混合更加均匀，尽可能减短实验管入口段长度。

优选地，注入的气体工质为氢气、氦气、氩气、氮气、二氧化碳及氦氙混合气体。

优选地，所述排气管为渐扩管。

此技术方案的有益效果是：使气体膨胀降温并降低气流速度。

优选地，所述实验管为圆形、三角形、四边形、六边形的单通道或多通道结构。

优选地，所述实验管的材料为不锈钢、铜金属及其合金、钼金属及其合金、钨金属及其合金。

优选地，所述实验管长度与直径的比例为20～150。

优选地，所述实验管长度为20～120cm，直径为0.3～3cm。

优选地，所述装置主体的顶端设有观察窗。

优选地，该实验密封装置的适用温度条件为100～2400℃。