【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及相變換熱，尤其涉及一種余排回收的高溫熱管運行裝置和方法。
技術介紹
1、熱管是一種傳熱效率極高的無源傳熱元件，在重力、毛細力等的作用下依靠管內工質流動、相變實現(xiàn)熱量傳遞。高溫熱管是指工作介質為堿金屬、工作溫度在500℃以上的熱管。高溫熱管以其優(yōu)良、穩(wěn)定的傳熱性能被廣泛應用于航空航天、核工程、石油化工等領域。由于高溫熱管工作溫度較高、工作環(huán)境較為惡劣，因此對于高溫熱管運行穩(wěn)定性、材料相容性、壽命的實驗研究極為重要。
2、對高溫熱管進行長周期實驗運行是檢驗熱管穩(wěn)定性、研究熱管腐蝕機理、預測熱管壽命的重要手段，高效余排回收的高溫熱管長周期運行裝置和方法可以實現(xiàn)對熱管的長周期運行實驗。目前高溫熱管的實驗裝置，比如，現(xiàn)有技術cn202420244219.5提出的一種熱管性能檢測裝置，該現(xiàn)有技術提出的熱管性能檢測裝置能夠用于對熱管進行傳熱性能測試，但是該現(xiàn)有技術的熱管性能檢測裝置只針對單根熱管，無法同時對多根熱管進行測試。而且，現(xiàn)有技術cn202310471777.5提出的一種傳熱性能測試裝置雖然能夠用于大長徑比高溫熱管基于不同水平傾角下的傳熱性能測試裝置，但該裝置只能對單根熱管進行短時間的傳熱性能測試，無法檢測高溫熱管在運行時間在5000h以上的長周期運行下的工作性能。基于上述可知，現(xiàn)有技術中的實驗裝置大多只能對高溫熱管單管進行短時間的傳熱性能測試，難以滿足多根高溫熱管同時在5000h以上的長周期運行的需求。
技術實現(xiàn)思路
1、為了解決上述技術問題，本專利技術提供一
2、本專利技術的一種余排回收的高溫熱管運行裝置和方法是通過以下技術方案實現(xiàn)的：
3、本專利技術考慮到在高溫熱管實驗過程中，需要提供熱源和冷源模擬熱管實際使用時的工況，尤其是在高溫熱管5000h以上的長周期運行實驗中，熱源和冷源需要消耗大量能量。用于傳輸熱量的室溫冷卻介質需要加熱到一定溫度才可用于熱管冷卻，否則會導致熱管無法啟動。流過熱管的冷卻介質由于被熱管加熱所含熱量極高，而現(xiàn)有技術的高溫熱管長周期運行裝置中都忽視了流過熱管冷凝段的冷卻介質所帶有的熱量。基于此，本專利技術的一種余排回收的高溫熱管運行裝置，通過對該部分介質的熱量進行回收再利用，從而極大程度地降低高溫熱管運行的成本，節(jié)約了能源。且本專利技術的一種余排回收的高溫熱管運行裝置包括蒸發(fā)段系統(tǒng)和冷凝段系統(tǒng)。
4、需要說明的是，本專利技術中，所述蒸發(fā)段系統(tǒng)包括圓柱形筒體，所述圓柱形筒體內底部交替分布有若干個第一安裝孔和若干個第二安裝孔。其中，若干個所述第一安裝孔呈陣列分布，若干個所述第一安裝孔均用于安裝有電加熱棒，以使得安裝的若干根電加熱棒形成電加熱棒陣列。
5、本專利技術中，若干個所述第二安裝孔用于安裝多根待測高溫熱管的蒸發(fā)段，以使得安裝后的多根待測高溫熱管能夠形成高溫熱管陣列，且高溫熱管陣列與電加熱棒陣列均勻交替設置，以使得若干根所述電加熱棒能夠實現(xiàn)對多根待測高溫熱管同時進行均勻加熱。
6、本專利技術中，安裝的若干根所述電加熱棒的外壁、多根待測高溫熱管的外壁與所述圓柱形筒體的內壁之間具有空隙，所述空隙用于填充傳熱介質，以通過傳熱介質使得若干根所述電加熱棒能夠同時對多根待測高溫熱管進行均勻地加熱。
7、本專利技術中，所述冷凝段系統(tǒng)包括風道本體和風道頂蓋，所述風道頂蓋可拆卸設置于所述風道本體的上端，以便于電加熱棒的安裝、更換及維護。
8、本專利技術中，所述風道本體的底部開設有若干個第一通孔，若干個所述第一通孔與若干個所述第二安裝孔的位置一一對應，若干個所述第一通孔用于供多根待測高溫熱管的冷凝段穿過，以便于待測高溫熱管的安裝、更換及維護。
9、本專利技術中，所述風道頂蓋上開設有若干個第二通孔，若干個所述第二通孔與若干個第一通孔的位置一一對應；每個所述第二通孔用于供相應的所述熱電偶穿過，以使每個所述熱電偶貼附于相應的待測高溫熱管的外壁面，以便于待測高溫熱管和熱電偶的安裝、更換及維護。此外，通過若干個第二通孔與若干個第一通孔的位置一一對應的設置，能夠使得每個熱電偶與風道頂蓋之間的空隙較小，進而有效避免風道本體內與外界空氣接觸，從而能夠提高實驗效率。
10、本專利技術中，所述風道本體的氣體出口端連接有供氣管路，所述供氣管路的氣體出口端分別連接有排氣支路和引射器。其中，所述排氣支路用于排氣，以便于實現(xiàn)對所述供氣管路內的氣體流量進行調節(jié)。
11、本專利技術中，所述引射器的一端連接有室溫壓縮氣源，另一端連接有盤管；且所述盤管的氣體出口端與所述風道本體的氣體入口端連通，以形成循環(huán)氣路。其中，室溫壓縮氣源提供的室溫壓縮空氣經(jīng)引射器被引入盤管內，隨后通過盤管進入風道本體內，與風道本體內工作溫度為700℃以上的待測高溫熱管的冷凝段進行熱交換，從而形成600℃以上的低壓氣體，由所述風道本體的氣體出口輸出并進入供氣管路內，經(jīng)供氣管路輸送至引射器內，此時，形成的600℃以上的低壓氣體與室溫壓縮氣源提供的室溫壓縮空氣合流后形成395℃~405℃的氣體，并由引射器的氣體出口進入所述盤管內，最終實現(xiàn)系統(tǒng)的流量及熱量平衡。
12、在本專利技術一些優(yōu)選的實施例中，所述風道本體的內徑由中間部位向兩端漸縮，以確保進入的氣體能夠均勻的流過每根待測高溫熱管的冷凝段壁面。
13、還需要強調的是，本專利技術不限制第一安裝孔的具體個數(shù)和第二安裝孔的具體個數(shù)，只要保證第一安裝孔內安裝的電加熱棒形成的電加熱棒陣列，能夠將第二安裝孔內安裝的高溫熱管陣列包圍即可。比如，在本專利技術一些優(yōu)選的實施例中，本專利技術在23個第一安裝孔內設置有23根電加熱棒，在14個第二安裝孔內設置14根待測高溫熱管，以使由23根電加熱棒組成的電加熱棒陣列將由14根待測高溫熱管組成的高溫熱管陣列包圍，從而使得電加熱棒陣列最大程度地實現(xiàn)對高溫熱管陣列充分且均勻地加熱，以保證每根熱管受熱均勻。
14、在本專利技術一些優(yōu)選的實施例中，每根所述電加熱棒的加熱功率可達1.5kw，以使得在該加熱功率下，高溫熱管可以穩(wěn)定運行。
15、在本專利技術一些優(yōu)選的實施例中，所述蒸發(fā)段系統(tǒng)還包括筒蓋，所述筒蓋通過法蘭安裝于所述圓柱形筒體的頂部，以使所述蒸發(fā)段系統(tǒng)形成較為封閉的加熱空間，以提高對每根待測高溫熱管的加熱效果，減少熱量散失；同時，也便于電加熱棒的安裝、更換及維護。其中，所述筒蓋上開設有若干個第三通孔，若干個所述第三通孔與若干根所述電加熱棒的位置一一對應，若干個所述第三通孔用于供多根待測高溫熱管的蒸發(fā)段穿過。
16、在本專利技術一些優(yōu)選的實施例中，所述風道本體的氣體入口端和氣體出口端均設置有溫度傳感器接口，每個所述溫度傳感器接口分別用于連接相應的溫度傳感器，以便于對所述風道本體的氣體入口端和氣體出口端的溫度進行實時監(jiān)測。
17、在本專利技術一些優(yōu)選的實施例中，所述供氣管路上設置有壓力傳感器接口，所述壓力傳感器接口用于連接壓力傳感器，以實現(xiàn)監(jiān)測壓力的目的。
18、在本專利技術一些優(yōu)選的實施例中，所述盤管的氣體出口端還設置有流量傳感器本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
1.一種余排回收的高溫熱管運行裝置，其特征在于，包括蒸發(fā)段系統(tǒng)和冷凝段系統(tǒng)；
2.如權利要求1所述的余排回收的高溫熱管運行裝置，其特征在于，所述風道本體（4）的內徑由中間部位向兩端漸縮。
3.如權利要求1所述的余排回收的高溫熱管運行裝置，其特征在于，所述蒸發(fā)段系統(tǒng)還包括筒蓋（103），所述筒蓋（103）通過法蘭安裝于所述圓柱形筒體（1）的頂部；
4.如權利要求1所述的余排回收的高溫熱管運行裝置，其特征在于，所述風道本體（4）的氣體入口端和氣體出口端均設置有溫度傳感器接口（402），兩個所述溫度傳感器接口（402）分別用于連接相應的溫度傳感器。
5.如權利要求1所述的余排回收的高溫熱管運行裝置，其特征在于，所述供氣管路（6）上設置有壓力傳感器接口（601），所述壓力傳感器接口（601）用于連接壓力傳感器。
6.如權利要求1所述的余排回收的高溫熱管運行裝置，其特征在于，所述盤管（9）的氣體出口端還設置有流量傳感器接口（901），所述流量傳感器接口（901）用于連接流量傳感器。
7.如權利要求1所述的余排回收的高溫
8.如權利要求1所述的余排回收的高溫熱管運行裝置，其特征在于，所述冷凝段系統(tǒng)還包括依次連接的壓縮機（11）、貯氣罐（12）和冷干機（13），所述冷干機（13）的氣體出口與所述引射器（8）連通，以向所述引射器（8）內提供室溫壓縮氣源。
9.如權利要求1所述的余排回收的高溫熱管運行裝置，其特征在于，所述傳熱介質為氧化鎂粉末。
10.一種基于權利要求1~9任意一項所述的余排回收的高溫熱管運行裝置的高溫熱管運行方法，其特征在于，包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種余排回收的高溫熱管運行裝置，其特征在于，包括蒸發(fā)段系統(tǒng)和冷凝段系統(tǒng)；
2.如權利要求1所述的余排回收的高溫熱管運行裝置，其特征在于，所述風道本體（4）的內徑由中間部位向兩端漸縮。
3.如權利要求1所述的余排回收的高溫熱管運行裝置，其特征在于，所述蒸發(fā)段系統(tǒng)還包括筒蓋（103），所述筒蓋（103）通過法蘭安裝于所述圓柱形筒體（1）的頂部；
4.如權利要求1所述的余排回收的高溫熱管運行裝置，其特征在于，所述風道本體（4）的氣體入口端和氣體出口端均設置有溫度傳感器接口（402），兩個所述溫度傳感器接口（402）分別用于連接相應的溫度傳感器。
5.如權利要求1所述的余排回收的高溫熱管運行裝置，其特征在于，所述供氣管路（6）上設置有壓力傳感器接口（601），所述壓力傳感器接口（601）用于連接壓力傳感器。
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【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：齊寶金，劉文亮，周全，門啟明，張振華，劉曉強，宋印璽，李子安，許璟龍，曾定友，馬文奧，
申請(專利權)人：西安交通大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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