[发明专利]一种高超声速流场加热装置及加热方法

说明书

本发明涉及一种高超声速流场加热装置及加热方法，包括承压管道，承压管道两端分别固定装配有第一法兰与第二法兰，第一法兰的密封面处设置有电热安装座，第二法兰的密封面处安装有异形八角垫，承压管道内部设置有内流道管，内流道管的一端与电热安装座固定连接，内流道管的另一端深入到承压管道内部并与异形八角垫配装，内流道管外部安装有电加热管，电加热管固定安装在电热安装座上，电加热管的一端从电热安装座外圆周面穿出。本装置通过采用电热安装座、内流道管和异形八角垫组合结构在保证加热效率的同时实现了不影响加热管路内部流场的流动形式，为流场高精度要求条件下提供一种便于安装的电加热装置。

技术领域

本发明涉及管路加热技术领域，尤其是一种高超声速流场加热装置及加热方法。

背景技术

管道加热器以电为能源,以高效耐用的电热件为加热元件,将电能转换为热能,再通过介质传输的方式将热量传递给所需要加热的介质,可迅速将加热介质加热到预定要求温度，加热温度可调可控,加热温度始终保持在安全额定值的范围内。常用的管道电加热器包括两种类型，一种是在管道外部进行加热，由管壁将热量导入到管道内的介质中去，一种是在管道内部设置加热装置，但是两种方式都存在着一些问题：

1、采用管道外部加热的方式，虽然不影响管道内部介质的流动，但其加热效率低下，能耗高，不能满足高要求的场合；

2、采用管内设置加热装置的方式，加热装置直接插入的管道内部对于管道内部介质的流动产生了一定扰动，影响流场的稳定性。

因此针对需要加热的场合对于加热效率及流场稳定性要求都比较高的情况下(如超高声速流场)，需要提供一种新的管道的加热器。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的外部管道加热器加热效率低，内部管道加热器结构复杂、安装不方便、对管道内部介质流场产生影响的缺点，提供一种结构合理的高超声速流场加热装置，通过采用内部加热，同时改善加热装置内部换热结构、进出口结构以及安装方式，实现高效换热、稳定加热介质流场，便于安装。

本发明所采用的技术方案如下：

一种高超声速流场加热装置，包括承压管道，所述承压管道外部设有保温层，承压管道两端分别固定装配有第一法兰与第二法兰，所述第一法兰的密封面处设置有电热安装座，所述第二法兰的密封面处安装有异形八角垫，所述承压管道内部设置有内流道管，所述内流道管的一端与电热安装座固定连接，所述内流道管的另一端深入到承压管道内部并与异形八角垫配装，所述内流道管外部安装有电加热管，所述电加热管固定安装在电热安装座上，所述电加热管的一端从电热安装座外圆周面穿出，所述内流道管外部还固定安装有测温芯，所述测温芯同时固定在电热安装座上，所述测温芯的一端从电热安装座的外周面穿出，所述电加热管和测温芯的外周套有与承压管道同心的内隔热层。

其进一步技术方案在于：

所述电热安装座的结构为：包括环状电热安装座本体，所述电热安装座本体一侧形成凸台，所述凸台外径小于电热安装座本体外圆周直径，所述凸台的外侧电热安装座本体本体上形成配对密封面，所述凸台内部开有向凸台端面扩大的锥形通孔，所述电热安装座本体的另一侧形成安装密封面，所述安装密封面与第一法兰的密封面配合，所述安装密封面上开有环形沉孔，所述环形沉孔与所述锥形通孔同心，所述环形沉孔的底面上开有多个内流道管安装孔，所述内流道管安装孔为螺纹盲孔，所述内流道管安装孔沿与环形沉孔同心的圆均布，所述环形沉孔的圆周面上开有多个电加热管穿出孔和测温芯穿出孔，所述电加热管穿出孔上安装有电加热管穿出管，所述测温芯穿出孔上安装有测温芯穿出管，所述电加热管穿出孔和电加热管穿出管中安装有电加热管，所述测温芯穿出孔和测温芯穿出管中安装有测温芯。

所述异形八角垫的结构为：包括环状异形八角垫本体，所述异形八角垫本体的中心孔为锥形通孔，所述异形八角垫本体的两个端面处形成八角密封面，所述异形八角垫本体的圆周面上开有安全阀安装孔及泄压孔，安全阀安装孔上安装有安全阀安装管，泄压孔上安装有泄压阀安装管。