CN113301678A - 一种感应加热装置和微流亚跨超音速高温风洞设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种感应加热装置和微流亚跨超音速高温风洞设备，涉及风洞实验室技术领域。该感应加热装置包括加热主体和缠绕于加热主体表面用于对加热主体加热的电感加热器，加热主体包括柱体、第一封头和第二封头，柱体内设置有多根贯穿其轴向的孔道，第一封头和第二封头分别安装于柱体的轴向两端，且第一封头和第二封头内均设置有多个相互独立的空气流腔，以使得多根孔道之间通过两侧的空气流腔连通形成沿柱体轴向来回往复的空气流道，加热主体还设置有与空气流道连通的进气口和出气口。其能够高效节能的加热空气，加热范围大，空间利用率高，占地面积小。此外，该微流亚跨超音速高温风洞设备能够为密封件的测试提供需要的高流速、高温气流环境。
Description
技术领域
本发明涉及风洞实验室技术领域，具体而言，涉及一种感应加热装置和微流亚跨超音速高温风洞设备。
背景技术
风洞即风洞实验室，是以人工的方式产生并且控制气流，用来模拟飞行器或实体周围气体的流动情况，并可量度气流对实体的作用效果以及观察物理现象的一种管道状实验设备，它是进行空气动力实验最常用、最有效的工具之一。风洞实验是飞行器研制工作中的一个不可缺少的组成部分。这种实验方法流动条件容易控制。实验时，常将模型或实物固定在风洞中进行反复吹风，通过测控仪器和设备取得实验数据。为研究密封件在高温下的热密和气密性能，高温风洞试验将成为重要手段。电弧风洞是目前常用的高温风洞，在运行时高压气流经电弧加热器加热，通过喷管膨胀加速，形成高温射流，对安装在喷管出口的试件进行高温烧蚀以及气动试验，试验后的气流进入扩压器减速，通过冷却器冷却至常温后进入真空容器。
目前，国内电弧风洞一般采用金属丝大电流熔融引弧的方法启动电弧加热器，但在使用过程中也暴露了一系列无法克服的问题。如：(1)准备时间长，每完成一次试验必须放掉试验段真空，安装金属丝完毕后重新抽真空；(2)可靠性差，气流量稍大，就会造成金属丝虚接、吹断；(3)熔渣影响设备安全，未完全熔融的金属丝落在电极之间，降低绝缘，导致局部放电，烧损设备；(4)熔化后的金属丝粉末堵塞测压管道，影响参数测试。
针对隔热型密封件、缝隙填充型密封件、层叠薄片型密封件和高弹材料密封件的测试，美国NASA的格林研究中心在研究高温密封时曾开发了几套密封测试试验台，其为了测试密封件在不同压缩量和高温下的隔热性能和泄露量，其开发的一套电弧喷气试验的控制面密封试验夹具装置，使用的高温气体为氧和乙炔的燃烧气体，通过调节喷嘴与密封测试件的距离来调节加载温度，但其未能实现对温度的精准控制，同时由于氧气等燃烧气体的进入以及气体流速无法接近真实的环境，其实际的氧化环境也无法进行模拟。
目前国内也开展了一些高温密封的研究，取得了一些成果。2015年，哈尔滨工业大学发明了一种高温结构密封性能地面模拟测试装置及测试方法(发明号：CN105181308A)，其使用的也是如同NASA格林中心开发的电弧喷气试验的控制面密封试验夹具装置中使用的燃气加热装置，其通过塞式量热计标定试验热流密度状态，确定加热装置出口与组合结构测试件表面的距离和进气流量并在密封件背面测试温度。2018年空间物理重点实验的研究人员在其论文中使用了一种电子射流试验台进行基线密封的热密封性能测试。通过电子射流冲击有间隙的实验台一侧，并在背面测试实验台的温度，通过比较有无密封情况下温度的变化情况以及经过电子射流冲击，试验台的完整情况来评价热密封性能。上述实验台都存在温度不可控以及实际的氧化环境也法进行模拟的问题。
鉴于此，特提出本申请。
发明内容
本发明的目的包括，例如，提供了一种感应加热装置，其能够实现对空气加热的温度可调控，可以高效、节能的加热空气，且加热范围大，能够在较小的空间内将空气加热到指定温度，空间利用率高，占地面积小。
本发明的目的包括，例如，提供了一种微流亚跨超音速高温风洞设备，其能够提供隔热型密封件、缝隙填充型密封件、层叠薄片型密封件和高弹材料密封件测试进行测试时需要的高流速、高温气流环境。
本发明的实施例可以这样实现：
第一方面，本发明提供一种感应加热装置，其包括加热主体和缠绕于所述加热主体表面用于对所述加热主体加热的电感加热器，所述加热主体包括柱体、第一封头和第二封头，所述柱体内设置有多根贯穿其轴向的孔道，所述第一封头和所述第二封头分别安装于所述柱体的轴向两端，且所述第一封头和所述第二封头内均设置有多个相互独立的空气流腔，以使得多根所述孔道之间通过两侧的所述空气流腔连通形成沿所述柱体轴向来回往复的空气流道，所述加热主体还设置有与所述空气流道连通的进气口和出气口。
在可选的实施方式中，多个所述孔道包括位于所述柱体轴心处的进气孔道以及呈多个同心环形分布于所述进气孔道外侧的多个延长孔道。
在可选的实施方式中，所述加热主体的进气口设置于所述第一封头上且位于所述第一封头的端面的中心处，所述进气口与所述进气孔道连通，所述加热主体的出气口设置于所述第二封头上且位于所述第二封头的圆端面的边缘处，所述出气口与至少一个所述延长孔道的出气端连通。
在可选的实施方式中，多个所述孔道被分为多个单元孔组，每个所述单元孔组包括至少一个所述孔道，多个所述单元孔组的首尾之间通过两侧的所述空气流腔连通。
在可选的实施方式中，所述空气流腔为圆弧槽，所述空气流腔的宽度大于等于所述孔道的直径，所述空气流腔的角度为选择作为一个所述单元孔组的所述孔道所处位置的角度。
在可选的实施方式中，所述空气流腔包括设置于所述第一封头上的第一流腔和设置于所述第二封头上的第二流腔，所述第一流腔和所述第二流腔的开槽相差一个管程数量的所述孔道；所述第一流腔和所述第二流腔的数量为单数。
在可选的实施方式中，所述柱体的两端分别设置有用于定位的第一凸台和第二凸台，所述第一封头设置有与所述第一凸台配合的第一凹台，所述第二封头设置有与所述第二凸台配合的第二凹台，所述第一封头和所述第二封头还通过定位销与所述柱体连接。
在可选的实施方式中，所述感应加热装置还包括用于将所述第二封头上的最后一个管程由不规则流道转换为规则流道的出口转换器，所述出口转换器与所述第二封头连接，所述出口转换器上设置有出气通道。
在可选的实施方式中，所述感应加热装置还包括隔热层，所述隔热层包覆于所述加热主体和所述电感加热器的外侧；
优选地，所述隔热层的材质为二氧化硅气凝胶；
优选地，所述加热主体、所述第一封头和所述第二封头均由310s不锈钢制造；
优选地，所述310s不锈钢为奥氏体不锈钢。
第二方面，本发明提供一种微流亚跨超音速高温风洞设备，其包括空气压缩机、高压气瓶、气体加速段以及如前述实施方式任一项所述的感应加热装置，所述空气压缩机与所述高压气瓶连通，所述高压气瓶与所述感应加热装置连通，所述感应加热段与所述气体加速段连通；
优选地，所述高压气瓶与所述感应加热装置通过第一管道连通，所述第一管道上设置有减压阀和压力传感器；
优选地，所述高压气瓶和所述第一管道通过截止阀连通；
优选地，所述高压气瓶上设置有用于监测所述高压气瓶内空气压力的压力表；
优选地，所述感应加热装置与所述气体加速段通过第二管道连通，所述第二管道上设置有温度传感器。
本发明实施例的有益效果包括，例如：
本申请实施例提供的感应加热装置利用电感加热，可以实现对空气加热的温度可调控，可以高效、节能的加热空气，且加热范围大，最高可达1300℃，由于本申请的加热主体具有多个管程的空气流腔，可以有效延长空气在孔道内的停留时间，提升加热效率，并且能够在较小的空间内将空气加热到指定温度，空间利用率高，占地面积小。此外，本申请提供的微流亚跨超音速高温风洞设备，其能够提供隔热型密封件、缝隙填充型密封件、层叠薄片型密封件和高弹材料密封件测试进行测试时需要的高流速、高温气流环境。同时由于微流亚跨超音速高温风洞设备不涉及易燃易爆物质，相对于燃气风洞也更加安全，本发明能够通过调节电感加热装置加热的指定温度，调节气体加速段管道形式以及减压阀的开度来实现对高温气体温度以及流速的控制。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例1提供的感应加热装置的结构示意图；
图2为图1中A-A处的截面图；
图3为本申请实施例1提供的感应加热装置的柱体在第一视角下的结构示意图；
图4为本申请实施例1提供的感应加热装置的柱体在第二视角下的结构示意图；
图5为本申请实施例1提供的感应加热装置的第一封头在第一视角下的结构示意图；
图6为本申请实施例1提供的感应加热装置的第一封头在第二视角下的结构示意图；
图7为本申请实施例1提供的感应加热装置的第二封头在第一视角下的结构示意图；
图8为本申请实施例1提供的感应加热装置的第二封头在第二视角下的结构示意图；
图9为本申请实施例1提供的感应加热装置的第二封头在第三视角下的结构示意图；
图10为本申请实施例1提供的感应加热装置的出口转换器的结构示意图；
图11为本申请实施例2提供的微流亚跨超音速高温风洞设备的结构示意图。
图标：100-感应加热装置；110-加热主体；111-柱体；1111-第一凸台；1112-第二凸台；112-孔道；1121-进气孔道；1122-延长孔道；113-第一封头；1131-第一流腔；1132-第一凹台；1133-进气口；114-第二封头；1141-第二流腔；1142-第二凹台；1143-出气口；120-电感加热器；130-出口转换器；131-出气通道；200-微流亚跨超音速高温风洞设备；201-空气压缩机；202-高压气瓶；203-第一管道；204-第二管道；205-气体加速段；211-减压阀；212-压力传感器；213-截止阀；214-压力表；215-温度传感器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。
实施例1
请参考图1和图2，本实施例提供了一种感应加热装置100，其包括加热主体110、电感加热器120、出口转换器130和隔热层(图未示)。电感加热器120缠绕于加热主体110表面用于对加热主体110进行加热，出口转换器130与加热主体110的出气端连通，隔热层包覆于加热主体110和电感加热器120的外侧。
其中，加热主体110包括柱体111以及安装于柱体111两端的第一封头113和第二封头114。
请参阅图3和图4，柱体111内设置有多根贯穿其轴向的多个相互独立的孔道112，第一封头113和第二封头114内均设置有多个相互独立的空气流腔，以使得多根孔道112之间通过两侧的空气流腔连通形成沿柱体111轴向来回往复的空气流道。
本申请中，多个孔道112被分为多个单元孔组，每个单元孔组包括至少一个孔道112，多个单元孔组的首尾之间通过两侧的空气流腔连通。具体到本实施例中，柱体111上开设有140个直径为4mm孔道112，其总长为300mm，加热主体110由电感加热器120进行加热，达到指定温度后，空气通过柱体111内部的孔道112进行换热。多个孔道112包括位于柱体111轴心处的进气孔道1121以及呈多个同心环形分布于进气孔道1121外侧的多个延长孔道1122。
请参阅图5和图6，加热主体110还设置有与空气流道连通的进气口和出气口。进气口1133和出气口1143可以设置与同一侧或两侧，具体到本实施例中，优选将加热主体110的进气口1133设置于第一封头113上且位于第一封头113的端面的中心处，进气口1133与进气孔道1121连通，加热主体110的出气口1143设置于第二封头114上且位于第二封头114的圆端面的边缘处，出气口1143与至少一个延长孔道1122的出气端连通。
第一封头113上设置有多个相互独立的第一流腔1131，第一封头113上还开设有用于与进气孔道1121连通的进气口1133。请参阅图7、图8和图9，第二封头114上设置有多个相互独立的第二流腔1141，任意两个相邻的单元孔组的其中一个的出气端和另一个的进气端通过第一流腔1131或第二流腔1141连通。
在开设上述孔道112时，先进行定位以保证最后一个孔道112以及最后一个管程(出气口1143)的位置。具体来说，孔的定位以一条过中心的直线为基准，在最外圈开两个定位孔，其位置精度为0mm，孔径公差为0.05mm；进一步的，在与定位孔同半径处开均布螺纹孔，孔中心所处位置的角度误差小于0.2°，孔径误差为0.1mm；由外向内，根据所确定开孔半径的大小，确定开孔数量，进行多层次的开孔，孔的位置误差与形位置误差通过计算同层孔之间的间距、不同层之间的层距进行估算。
本申请中，空气第一封头113的进气口1133进入，流经进气孔道1121，并经第一流腔1131或第二流腔1141实现空气流入延长孔道1122内，当空气第二流腔1141进入延长孔道1122后，从延长孔道1122靠近第一流腔1131的一端排出，并进入由第一流腔1131连通的下一单元孔组继续进行加热，以此迂回，从而有效延长空气在加热主体110内的停留时间，有效提升加热效率。
请参阅图5-图9，本申请中的第一流腔1131和第二流腔1141均为圆弧槽，第一流腔1131和第二流腔1141的宽度大于等于孔道112的直径(即4mm)，第一流腔1131和第二流腔1141的角度为选择作为一个单元孔组的孔道112所处位置的角度。本申请以7个孔道112作为一个管程，由于管程为双数将导致气体由同侧封头进出，因此，本申请中，第一流腔1131和第二流腔1141的开槽相差一个管程数量的孔道112；第一流腔1131和第二流腔1141的数量为单数，保证空气从第一封头113进入，从第二封头114处排出。这里在中心额外开10mm的通孔(即进气孔道1121)作为第一个管程；由于电感加热存在“集肤效应”，即高频加热时，由电感产生的电涡流会聚集在电导体表面处，所以电导体最先由表面开始被加热，所以进气时，由换热主体的中心进入，由最外侧流出，以此增大换热效率。
本申请中的第一封头113和第二封头114与柱体111接触的部分，粗糙度为R1.6，平面度为0.009，并在接触处辅以耐高温密封胶，实现连接处的密封，防止气体泄露。该耐高温胶以硅酸盐成分为主，能够耐温1460℃，能够满足实现密封的要求。其中，柱体111的两端分别设置有用于定位的第一凸台1111和第二凸台1112，第一封头113设置有与第一凸台1111配合的第一凹台1132，第二封头114设置有与第二凸台1112配合的第二凹台1142，第一封头113和第二封头114还通过定位销与柱体111连接。第一封头113和第二封头114与柱体111之间为过盈配合，留有一定缝隙减少因柱体111因温度升高膨胀而产生应力。
请参阅图10，本申请中出口转换器130采用镍基高温合金制造，通过焊接与第二封头114进行连接，出口转换器130上设置有出气通道131，其能够将由第二封头114出口最后一个管程(即出气口1143)的不规则流道转换为规则流道，方便与后续装置的连接。
本申请中，加热主体110、第一封头113和第二封头114均由310s不锈钢制造；310s不锈钢为奥氏体不锈钢，具有很好的抗氧化性、耐腐蚀性，因为较高百分比的铬和镍，使得拥有好得多蠕变强度，在高温下能持续作业，具有良好的耐高温性，其使用温度能到1200～1400℃；外部的隔热层(图未示)由二氧化硅气凝胶构成，该气凝胶能够耐受1600℃以上的高温，其隔热性能良好，导热率为0.013～0.016，且其纳米级的结构，能够有效的减少换热、辐射、传热导致的热损失。
电感加热器120能够实现对加热主体110进行加热，其控制部分采用数显温度调节仪、固态继电器和测温元件组成测量、调节、控制回路，在电加热过程中测温元件将管道式的电感加热器120出口温度电信号送至数显温度调节仪进行放大，比较后显示测量温度值，同时输出信号到固态继电器输入端，从而控制加热器，使控制柜具有良好的控制精度和调节特性，其控制部分能将温度控制在5℃范围内；感应加热的方式具有加热速度快、加热均匀、温度精度高、低耗能、无污染等特点。其感应加热的加热量可由以下公式进行计算：
感应电动势的瞬时值为：
式中：e——瞬时电势V；
φ——零件上感应电流回路所包围面积的总磁通Wb。
感应电动势大小随感应器中的电流强度和零件材料的磁导率的增加而增大，并与零件和感应器之问的间隙有关。同时电流频率越高，磁通变化率越大，使感应电势相应也就越大。式中的负号表示感应电势的方向与磁通量的变化方向相反。
金属中感应出来的涡流的方向，在每一瞬时和感应器中的电流方向相反，涡流强度取决于感应电势及零件内涡流回路的电抗，可表示为：
式中，I——涡流电流强度，A；
Z——自感电抗，Ω；
R——零件电阻，Ω；
X——阻抗，Ω。
由于Z值很小，所以I值很大。
零件加热的热量为：
Q＝0.24I2Rt式中，Q——热能，J；
t——加热时间，s。
本申请中，通过电感加热器120实现对加热主体110进行加热，可以通过调节电感加热器120加热至指定温度，并且在长时间内(3000秒甚至更长的时间范围内)提供稳定的高温气流，本发明提出的感应加热部分能够极为高效、节能的加热空气，且加热范围大，最高可达1300℃，外部采用二氧化硅气凝胶进行隔热，在减少热损失的同时也能起到对外部设备以及周围环境的保护；由于本申请的加热主体110具有多个管程，能够在较小的空间内将空气加热到指定温度，空间利用率高，占地面积小；同时由于装置不涉及易燃易爆物质，相对于燃气风洞也更加安全。
实施例2
请参阅图11，本申请提供了一种微流亚跨超音速高温风洞设备200，其包括空气压缩机201、高压气瓶202、气体加速段205以及实施例1的感应加热装置100，空气压缩机201与高压气瓶202连通，高压气瓶202与感应加热装置100连通，感应加热段与气体加速段205连通。
高压气瓶202与感应加热装置100通过第一管道203连通，第一管道203上设置有减压阀211和压力传感器212；高压气瓶202和第一管道203通过截止阀213连通；高压气瓶202上设置有用于监测所述高压气瓶202内空气压力的压力表214。
感应加热装置100与气体加速段205通过第二管道204连通，第二管道204上设置有温度传感器215。
气体加速段205为拉瓦尔型喷管，其具体流速以及直径可根据气体具体流速要求进行其收缩段的选择、根据实际要求更换出口口径。
本申请提供的微流亚跨超音速高温风洞设备200的使用方法为：首先关闭高压气瓶202的截止阀213，打开空气压缩机201给空气加压并储存到高压气瓶202内，通过高压气瓶202上的压力表214能够准确知道高压气瓶202内空气的压力，截止阀213安装于压力表214的后方，截止阀213能够控制高压气瓶202的开关，截止阀213后连接减压阀211，该减压阀211为油气分离器与减压功能二合一的阀门，能够控制通过的压力以及将由空气压缩机201带入的润滑油与空气分离；之后打开感应加热装置100的电感加热器120。当感应加热装置100的温度到达指定温度后，打开截止阀213，通过调节减压阀211调节气体流量；气体经过加热后由在出口转换器130后的管道上安装的高温温度传感器215进行监测并反馈至电感加热器120进行控制；将温度控制在5℃范围内；最后，经过高温热空气通过气体加速段205完成加速并由喷口喷出。
其中，空气压缩机201的压气效率与高压气瓶202的储气量通过计算在规定要求下空气的质量流量进行确定，计算公式如下：
对于亚声速：
Qm＝ρVA
其中：ρ——空气密度kg/m3；
V——空气流速m/s；
A——出口面积m2；
对于渐缩喷管：
其中：T2——出口处气体温度K；
由公式：
进行计算，其中T1为入口温度K；p1为入口压力MPa；p2为出口压力MPa，只有当临界压力pc＝0.528p1大于出口环境压力时，才能实现达到音速，此时p2＝pc；k为比热比；
c2——出口处流速m/s；
由公式：
进行计算，其中R为理想气体常数；
A——出口面积m2；
对于渐缩渐扩管，计算公式与渐缩管相同：
不同的是其中c2、A、v2、T2、p2表示管径最小处的各个物理量。
感应加热部分的换热面积可通过牛顿冷却公式进行计算，公式如下：
其中：Φ——换热总量J；
Qm——质量流量kg/s；
cp——比热容J/(kg·K)；
h——换热系数W/(m2·K)；
Δt——换热热端与冷端的温差K。
本申请提供的微流亚跨超音速高温风洞设备200，通过感应加热装置100对压缩后的空气进行加热至预设温度，随后利用气体加速度段对高温空气进行加速，可以实现在3000秒甚至更长的时间范围内提供稳定的高温高速气流，测试时间可根据要求，确定空压机的额定排气压、储气罐的大小以及需要并联或串联的感应加热装置100的数量进行确定；对于出口流速要求高、质量流量要求高的条件，也可通过增大感应加热装置100的孔道112直径进行实现；本发明能够通过调节电感加热装置加热的指定温度，调节气体加速段205管道形式以及减压阀211的开度来实现对高温气体温度以及流速的控制；本发明提出的感应加热装置100能够极为高效、节能的加热空气，且加热范围大，最高可达1300℃，外部采用二氧化硅气凝胶进行隔热，在减少热损失的同时也能起到对外部设备以及周围环境的保护；本发明提出的感应加热装置100，由于有多个管程，能够在较小的空间内将空气加热到指定温度，空间利用率高，占地面积小；同时由于装置不涉及易燃易爆物质，相对于燃气风洞也更加安全。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种感应加热装置，其特征在于，其包括加热主体和缠绕于所述加热主体表面用于对所述加热主体加热的电感加热器，所述加热主体包括柱体、第一封头和第二封头，所述柱体内设置有多根贯穿其轴向的孔道，所述第一封头和所述第二封头分别安装于所述柱体的轴向两端，且所述第一封头和所述第二封头内均设置有多个相互独立的空气流腔，以使得多根所述孔道之间通过两侧的所述空气流腔连通形成沿所述柱体轴向来回往复的空气流道，所述加热主体还设置有与所述空气流道连通的进气口和出气口。
2.根据权利要求1所述的感应加热装置，其特征在于，多个所述孔道包括位于所述柱体轴心处的进气孔道以及呈多个同心环形分布于所述进气孔道外侧的多个延长孔道。
3.根据权利要求2所述的感应加热装置，其特征在于，所述加热主体的进气口设置于所述第一封头上且位于所述第一封头的端面的中心处，所述进气口与所述进气孔道连通，所述加热主体的出气口设置于所述第二封头上且位于所述第二封头的圆端面的边缘处，所述出气口与至少一个所述延长孔道的出气端连通。
4.根据权利要求1所述的感应加热装置，其特征在于，多个所述孔道被分为多个单元孔组，每个所述单元孔组包括至少一个所述孔道，多个所述单元孔组的首尾之间通过两侧的所述空气流腔连通。
5.根据权利要求4所述的感应加热装置，其特征在于，所述空气流腔为圆弧槽，所述空气流腔的宽度大于等于所述孔道的直径，所述空气流腔的角度为选择作为一个所述单元孔组的所述孔道所处位置的角度。
6.根据权利要求1所述的感应加热装置，其特征在于，所述空气流腔包括设置于所述第一封头上的第一流腔和设置于所述第二封头上的第二流腔，所述第一流腔和所述第二流腔的开槽相差一个管程数量的所述孔道；所述第一流腔和所述第二流腔的数量为单数。
7.根据权利要求1所述的感应加热装置，其特征在于，所述柱体的两端分别设置有用于定位的第一凸台和第二凸台，所述第一封头设置有与所述第一凸台配合的第一凹台，所述第二封头设置有与所述第二凸台配合的第二凹台，所述第一封头和所述第二封头还通过定位销与所述柱体连接。
8.根据权利要求1所述的感应加热装置，其特征在于，所述感应加热装置还包括用于将所述第二封头上的最后一个管程由不规则流道转换为规则流道的出口转换器，所述出口转换器与所述第二封头连接，所述出口转换器上设置有出气通道。
9.根据权利要求1所述的感应加热装置，其特征在于，所述感应加热装置还包括隔热层，所述隔热层包覆于所述加热主体和所述电感加热器的外侧；
优选地，所述隔热层的材质为二氧化硅气凝胶；
优选地，所述加热主体、所述第一封头和所述第二封头均由310s不锈钢制造；
优选地，所述310s不锈钢为奥氏体不锈钢。
10.一种微流亚跨超音速高温风洞设备，其特征在于，其包括空气压缩机、高压气瓶、气体加速段以及如权利要求1-9任一项所述的感应加热装置，所述空气压缩机与所述高压气瓶连通，所述高压气瓶与所述感应加热装置连通，所述感应加热装置与所述气体加速段连通；
优选地，所述高压气瓶与所述感应加热装置通过第一管道连通，所述第一管道上设置有减压阀和压力传感器；
优选地，所述高压气瓶和所述第一管道通过截止阀连通；
优选地，所述高压气瓶上设置有用于监测所述高压气瓶内空气压力的压力表；
优选地，所述感应加热装置与所述气体加速段通过第二管道连通，所述第二管道上设置有温度传感器。
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|---|---|---|---|
| CN202110570111.6A CN113301678A (zh) | 2021-05-25 | 2021-05-25 | 一种感应加热装置和微流亚跨超音速高温风洞设备 |
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| CN113301678A true CN113301678A (zh) | 2021-08-24 |
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| CN202792515U (zh) * | 2012-07-04 | 2013-03-13 | 东莞市中镓半导体科技有限公司 | 一种使气体快速加热至高温的装置 |
| US20140053641A1 (en) * | 2011-03-29 | 2014-02-27 | Florida Turbine Technologies, Inc. | Apparatus and process for testing an industrial gas turbine engine and components thereof |
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2021
- 2021-05-25 CN CN202110570111.6A patent/CN113301678A/zh active Pending
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