CN115031922A - 一种具有加热组件的承压型三面可视化热工流体实验段 - Google Patents

一种具有加热组件的承压型三面可视化热工流体实验段 Download PDF

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CN115031922A CN202210635234.8A CN202210635234A CN115031922A CN 115031922 A CN115031922 A CN 115031922A CN 202210635234 A CN202210635234 A CN 202210635234A CN 115031922 A CN115031922 A CN 115031922A
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Abstract

本发明公开了一种具有加热组件的承压型三面可视化热工流体实验段，包括矩形结构的实验段本体，实验段本体上部连接出口管路组件，下部连接进口管路组件；实验段本体侧面其中三面设置有可视窗，另一面上连接加热组件；实验段本体内设置有流道组件；加热组件包括用于对流道组件内流体加热的加热板，还设置有多个用于测量不同高度位置加热板温度的热电偶；加热板通过设置在加热板两端的两个铜电极加热；本发明实验段由密封式内冲压式细长平面的可承压型加热组件及可正视及两侧透视的承压可视化热工流体测试本体组成，可用于多角度观察矩形通道内气泡行为及精确测量壁面温度等热工参数。

Description

一种具有加热组件的承压型三面可视化热工流体实验段
技术领域
本发明涉及热工水力实验技术领域，具体涉及一种具有加热组件的承压型三面可视化热工流体实验段。
背景技术
板状燃料组件结构紧凑，释热及换热效率高，较小体积的板状燃料组件即可满足功率要求，是新型反应堆的重要发展方向。板状燃料组件中两平行燃料板板间距较小，冷却剂在矩形窄通道内自下而上循环流动，其流动沸腾特性与在常规棒束通道内有明显区别。与常规棒束通道相比，矩形窄通道的窄缝对两相流中气泡的生长有限制作用，流体在高度方向速度梯度更大，发生沸腾时汽泡运动行为将受其影响而发生改变。气-水两相界面的改变意味着矩形通道内两相流沸腾特性发生改变。目前已有大量棒束通道内两相流沸腾模型，但棒束通道内的沸腾模型不适用于矩形通道，为了提高堆芯热工水力设计计算精度，达到精细化设计的要求，需要针对矩形通道开发沸腾模型。
目前国内外的可视化实验装置，不适用于实际的应用；为了多角度观察高压条件下矩形通道内气泡行为并分析壁面热流密度等热工参数，需要一种适合实际应用情况的矩形实验段。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题提供一种可多角度观察高压条件下矩形通道内气泡行为的具有加热组件的承压型三面可视化热工流体实验段。
本发明采用的技术方案是：
一种具有加热组件的承压型三面可视化热工流体实验段，包括矩形结构的实验段本体，实验段本体上部连接出口管路组件，下部连接进口管路组件；实验段本体侧面其中三面设置有可视窗，另一面上连接加热组件；实验段本体内设置有流道组件；
加热组件包括用于对流道组件内流体加热的加热板，还设置有多个用于测量不同高度位置加热板温度的热电偶；加热板通过设置在加热板两端的两个铜电极加热。
进一步的，所述加热组件还包括用于支撑热电偶的热偶支架；还包括用于设置加热板的密封壳；还包括用于固定支撑热偶支架和铜电极的组件压紧法兰；密封壳上设置有和组件压紧法兰相配合的密封壳压紧法兰；密封壳内设置有绝缘块；热电偶和铜电极依次穿过组件压紧法兰、密封壳压紧法兰和绝缘块接触加热板。
进一步的，所述加热板和绝缘块接触位置设置有环状的密封垫；加热板和流道组件接触侧，加热板外从内到外依次设置有环状的绝缘环和卡套。
进一步的，所述热电偶外设置有热偶密封组件，热偶密封组件包括热偶绝缘密封圈和热偶绝缘套管；还包括用于定位的热偶定位套管；铜电极连接导电铜板；铜电极外设置有铜电极密封绝缘组件；所述加热板边缘为凸台结构，绝缘环边缘为与其配合的Z形结构。
进一步的，组件压紧法兰上设置有高压气体充气口，用于向组件压紧法兰和密封壳压紧法兰之间的空腔内充入高压气体。
进一步的，所述进口管路组件包括与实验段本体连接的第三进口连接法兰；第三进口连接法兰连接进口接管，进口接管另一端连接第二进口连接法兰，第二进口连接法兰连接第一进口连接法兰；进口接管内设置有入口整流段内部陶瓷，入口整流端内部陶瓷连通流道组件；入口整流段内部陶瓷和流道组件连接端设置有第一密封垫，另一端设置有第一压紧弹簧；
出口管路组件包括与实验段本体连接的第三出口连接法兰；第三出口连接法兰，连接出口接管，出口接管另一端连接第二出口连接法兰，第二出口连接法兰连接第一出口连接法兰；出口接管内设置有出口整流段内部陶瓷，出口整流段内部陶瓷连通流道组件；出口整流段内部陶瓷和流道组件连接端设置有第二密封垫，另一端设置有第二压紧弹簧。
进一步的，所述可视窗包括可视窗玻璃，可视窗玻璃外部设置有用于密封的第三密封垫，可视窗玻璃通过可视窗压紧法兰与实验段本体固定。
进一步的，所述流道组件包括流道陶瓷和流道玻璃；流道陶瓷设置在外部，包括上部的窗口段陶瓷和下部的过渡段陶瓷；窗口段陶瓷与可视窗对应位置设置有窗口，窗口段陶瓷内部设置有流道玻璃。
进一步的，采用该实验段进行实验时对应的热工参数计算方法如下：
实验段热效率η计算方法如下：
Figure BDA0003680046500000021
式中，Q为单相水单位时间内在流道中吸收的热量；Qt为实验段电加热的总功率；
其中：
Q＝CpM(Tout-Tin)
Qt＝UI
式中，Cp为定压比热容，M为质量流量，Tout为实验段出口温度，Tin为实验段进口温度；热流密度q计算方法如下：
Figure BDA0003680046500000022
式中，L为流道组件的长，W为流道组件的宽；
流道组件内壁面的温度Tw(Z)计算方法如下：
Figure BDA0003680046500000031
式中：Z为流道组件高度，Tw′(Z)为通过热电偶测量得到的加热板对应高度的温度值，λw为壁面导热系数，δw为壁面厚度；
局部传热系数计算方法如下：
Figure BDA0003680046500000032
式中：h(Z)为流道组件高度为Z处的局部传热系数，Tf(Z)为对应Z处的流道内流体的温度；
Figure BDA0003680046500000033
Tf(Z)＝Tsat(p(Z)),Z≥Zsat
式中：Zsat为发生饱和沸腾前的起始段长度；
Figure BDA0003680046500000034
式中：Tsat为系统运行压力下的饱和温度；
热力学含气率的计算方法如下：
Figure BDA0003680046500000035
Figure BDA0003680046500000036
式中：iin为入口液体的焓值，isat为饱和液体的焓值，hlv为汽化潜热。
本发明的有益效果是：
(1)本发明采用双层玻璃结构，内层玻璃为流道组件内的流道玻璃，外层玻璃为可视窗玻璃；内层玻璃用于形成准确的流道结构和尺寸，不作为压力边界；外层玻璃为承压玻璃，能够承受设计温度和设计压力及温度瞬变带来的应力冲击；
(2)本发明实验段本体为一体式承压壳，采用整体钢材加工，上部设置的吊耳支架与实验段本体一体，承接整个实验段的重量；并且实验段本体采用三面可视窗设计，可以实现高速相机从流道正面和侧面进行拍摄，正面窗口用于观测壁面核化行为，侧面为左右通透的透视可视窗，除可观测近壁核化行为外，还可对沸腾过程中界面沿径向、轴向演化过程进行观测研究。
(3)本发明中加热板的绝缘密封结构，其中硬绝缘结构、内部软密封方式解决了加热板密封绝缘问题；加热面与法兰整体高强度密封，确保了热电偶的干燥及整体的结构强度；
(4)本发明组件压紧法兰上设置有高压气体充气口，组件压紧法兰和密封壳压紧法兰之间的空腔内充入高压气体，可以实现加热组件内部压力与回路侧的压力平衡，降低了加热面的耐压载荷；放置密封壳压紧法兰内的部件被流体压力冲出，可实现整体内冲压式结果，实现了一定压力耐受能力，保证了加热面密封的可靠性；
(5)本发明在组件压紧法兰侧不同高度设置有热电偶，可用于精确测量轴向不同位置的外壁面温度；由此可推算出内壁面温度、壁面热流密度、局部传热系数、热力学含气率等热工参数。
附图说明
图1为本发明实验段整体结构示意图。
图2为本发明中进、出口管路组件结构示意图。
图3为本发明中可视窗及密封组件结构示意图。
图4为本发明中流道组件结构示意图。
图5为本发明实验段本体结构示意图。
图6为本发明实验段中加热组件总体结构示意图。
图7为本发明实验段中加热组件零件示意图。
图8为本发明加热组件中密封壳和绝缘块示意图。
图9为本发明加热组件俯视图和密封绝缘段截面放大示意图。
图中：1-实验段本体，101-流道玻璃，102-窗口段陶瓷，103-过渡段陶瓷，104-吊耳支架，2-加热组件，201-热偶支架，202-组件压紧法兰，203-密封壳压紧法兰，204-密封壳，205-导电铜板，206-铜电极，207-铜电极密封绝缘组件，208-热偶密封组件，209-热电偶，210-热偶绝缘密封圈，211-热偶绝缘套管，212-热偶定位套管，213-密封垫，214-加热板，215-绝缘环，216-卡套，217-绝缘块，218-电极孔，219-热偶孔，3-出口管路组件，301-第一出口连接法兰，302-第二出口连接法兰，303-出口接管，304-第三出口连接法兰，305-第二压紧弹簧，306-出口整流段内部陶瓷，307-第二密封垫，4-进口管路组件，401-第一进口连接法兰，402-第二进口连接法兰，403-进口接管，404-第三进口连接法兰，405-第一压紧弹簧，406-入口整流端内部陶瓷，407-第一密封垫，5-可视窗，501-可视窗压紧法兰，502-可视窗玻璃，503-第三密封垫，6-高压气体充气口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
如图1所示，一种具有加热组件的承压型三面可视化热工流体实验段，其特征在于，包括矩形结构的实验段本体1，实验段本体1上部连接出口管路组件3，下部连接进口管路组件4；实验段本体1侧面其中三面设置有可视窗5，另一面上连接加热组件2；实验段本体1内设置有流道组件；
如图6所示，加热组件2包括用于对流道组件内流体加热的加热板214，还设置有多个用于测量不同高度位置加热板214温度的热电偶209；加热板214通过设置在加热板214两端的两个铜电极206加热。
如图5所示，实验段本体1为一体式承压壳，采用整体钢材进行加工，两侧焊接了吊耳支架104.沿中心轴线方向开方圆形通孔，四个侧面分别加工三个可视窗密封槽、加热组件密封槽，用于安装可视窗组件和加热组件。吊耳支架104与实验段本体1一体，承接整个实验段的重量。承压壳进出口由进出口整流组件中的密封垫进行密封，可视窗开口由可视窗组件进行密封，加热板开口由加热组件中的密封垫进行密封，整个承压壳密封完好。
实验开始后，流道内的水通过流道的小缝隙渗出流道，进入承压壳内的缝隙以及可视窗与流道之间的空腔，直到流道内外压力相等，从而内部流道不承压，通过可视窗与流道之间的空腔内的水将压力传递给了外部可视窗玻璃和实验段本体。
如图6和图7所示，加热组件2还包括用于支撑热电偶209的热偶支架201；还包括用于设置加热板214的密封壳204；还包括用于固定支撑热偶支架201和铜电极206的组件压紧法兰202；密封壳204上设置有和组件压紧法兰202相配合的密封壳压紧法兰203；密封壳204内设置有绝缘块217；热电偶209和铜电极209依次穿过组件压紧法兰202、密封壳压紧法兰203和绝缘块217接触加热板214。
加热板214和绝缘块217接触位置设置有环状的密封垫213；加热板214和流道组件接触侧，加热板214外从内到外依次设置有环状的绝缘环215和卡套216。热电偶209外设置有热偶密封组件208，热偶密封组件包括热偶绝缘密封圈210和热偶绝缘套管211；还包括用于定位的热偶定位套管212；铜电极206连接导电铜板205；铜电极206外设置有铜电极密封绝缘组件207；所述加热板214边缘为凸台结构，绝缘环215边缘为与其配合的Z形结构。绝缘环215的这种结构可以方便卡套216固定。绝缘块217由实心块拼接而成，中间开有电极孔218和热偶孔219；对应的铜电极206和热电偶209可穿过。
具有密封结构的细长型加热板214与组件压紧法兰202整体密封，加热板214采用直接加热方式，直流供电。在组件压紧法兰202的不同高度设置有热电偶209，热电偶209外设置有热偶绝缘套管211和热偶定位套管212；热电偶209设置在热偶支架201上，用于测量轴向不同位置的壁面温度。
组件压紧法兰202上设置有高压气体充气口6，用于向组件压紧法兰202和密封壳压紧法兰203之间的空腔内充入高压气体。空腔内的高压气体可以防止密封壳压紧法兰203内的部件被流体压力冲出，可实现整体内冲压式效果，实现一定压力耐受能力。
如图2所示，进口管路组件4包括与实验段本体1连接的第三进口连接法兰404；第三进口连接法兰404连接进口接管403，进口接管403另一端连接第二进口连接法兰402，第二进口连接法兰402连接第一进口连接法兰401；进口接管403内设置有入口整流段内部陶瓷406，入口整流端内部陶瓷406连通流道组件；入口整流段内部陶瓷406和流道组件连接端设置有第一密封垫407，另一端设置有第一压紧弹簧405。
出口管路组件3包括与实验段本体1连接的第三出口连接法兰304；第三出口连接法兰302，连接出口接管303，出口接管303另一端连接第二出口连接法兰302，第二出口连接法兰302连接第一出口连接法兰301；出口接管303内设置有出口整流段内部陶瓷306，出口整流段内部陶瓷306连通流道组件；出口整流段内部陶瓷306和流道组件连接端设置有第二密封垫307，另一端设置有第二压紧弹簧305。
进、出口管路组件作为整流段用于保证流场的充分发展，进口整流段的另一个作用是通过整流段组件内部的陶瓷组件进行转换，将流动通道由圆形转换为矩形。四个陶瓷片放置于进、出口接管中形成矩形流道，同时在进口整流段内部陶瓷上游、出口整流段内部陶瓷下游，各设置一个压紧弹簧，用于压紧流道陶瓷。第一密封垫407和第二密封垫307用于对实验段本体1进出口进行密封。
可视窗5包括可视窗玻璃502，可视窗玻璃外部设置有用于密封的第三密封垫503，可视窗玻璃502通过可视窗压紧法兰501与实验段本体1固定。通过可视窗压紧法兰501将可视窗玻璃502固定于实验段本体1对应的槽内。可视窗玻璃502为透明承压玻璃，能够承受设计温度和设计压力及温度瞬变带来的应力冲击。采用三面可视窗设计，可以实现高速相机从流道正面和侧面进行拍摄。可视窗的宽度比同位置处流道宽，能够保证观测和图形数据记录同时保证测量沸腾段内不同高度的气泡形态及空泡份额。三个可视窗玻璃与流道之间存在一定空腔。
流道组件包括流道陶瓷和流道玻璃101；流道陶瓷设置在外部，包括上部的窗口段陶瓷102和下部的过渡段陶瓷103；窗口段陶瓷102与可视窗5对应位置设置有窗口，窗口段陶瓷102内部设置有流道玻璃101。流道玻璃101、流道陶瓷、加热板214共同组成流道边界。流道玻璃101可更换不同的尺寸，形成尺寸可控的流动通道。流道玻璃设置倒角，防止玻璃与陶瓷和加热板磕碰破碎，同时避免流道玻璃101与加热板直接接触导致流道玻璃温度过高。流道不完全密封，存在一些小缝隙，流道内的水可通过流道的小缝隙渗出流道，进入实验段本体1内的缝隙以及可视窗与流道之间的空腔。
一种具有加热组件的承压型三面可视化热工流体实验段，
由于实验段和环境存在对流换热，需要对试验段进行热平衡计算以确定试验段热效率。为了得到实验段热效率，首先进行单相对流实验。采用该实验段进行实验时对应的热工参数计算方法如下：
实验段热效率η计算方法如下：
Figure BDA0003680046500000071
式中，Q为单相水单位时间内在流道中吸收的热量；Qt为实验段电加热的总功率；
其中：
Q＝CpM(Tout-Tin)
Qt＝UI
式中，Cp为定压比热容，M为质量流量，Tout为实验段出口温度，Tin为实验段进口温度；热流密度q计算方法如下：
Figure BDA0003680046500000072
式中，L为流道组件的长，W为流道组件的宽；
流道组件内壁面的温度Tw(Z)计算方法如下：根据傅里叶导热定律即可计算加热面内壁面温度。
Figure BDA0003680046500000073
式中：Z为流道组件高度，Tw′(Z)为通过热电偶测量得到的加热板对应高度的温度值，λw为壁面导热系数，δw为壁面厚度；由于加热板214背面的不同高度设置了热电偶，可用于精确测量轴向不同位置的外壁面温度。
局部传热系数计算方法如下：
Figure BDA0003680046500000074
式中：h(Z)为流道组件高度为Z处的局部传热系数，Tf(Z)为对应Z处的流道内流体的温度；
Figure BDA0003680046500000081
Tf(Z)＝Tsat(p(Z)),Z≥Zsat
式中：Zsat为发生饱和沸腾前的起始段长度；
Figure BDA0003680046500000082
式中：Tsat为系统运行压力下的饱和温度。
热力学含气率的计算方法如下：
Figure BDA0003680046500000083
Figure BDA0003680046500000084
式中：iin为入口液体的焓值，isat为饱和液体的焓值，hlv为汽化潜热。
本发明实验段本体采用三面可视窗设计，可实现高速相机从流道正面和侧面进行拍摄。可以通过图像处理方法获得两相流动的空泡份额。
目前已有许多可进行空泡份额测定的可视化图像后处理程序，测定的过程可以简要概括为：
(1)选择未加热实验段作为本底输入程序。
(2)将长时间拍摄模式得到的多张图片进行消除本底处理。
(3)将图片黑白化。
(4)根据黑白图片中色块占比测定指定位置的空泡份额。
可视化图像后处理程序测得空泡份额为时均空泡份额，根据测点位置，测量一段时间内某一位置存在空泡的时间占比，将各个位置的时均空泡份额进行成像，得到实验段内空泡份额分布。
本发明承压玻璃无法直接作为可视窗流道内部端面，否则在安装过程中密封垫受到压缩会导致流道尺寸的改变，且无法精确计算压缩量量大小。因此可视窗采用了双层玻璃结构，内层的玻璃用于形成准确的流道结构和尺寸，不作为压力边界。外层玻璃为承压玻璃，能够承受设计温度和设计压力及温度瞬变带来的应力冲击。内层流道玻璃固定于窗口段流道陶瓷内，可通过改变内层流道玻璃尺寸控制流体通道尺寸。实验段本体为一体式承压壳，采用整体钢材加工，不允许采用焊接方式。吊耳支架与承压壳一体，承接整个实验段的重量。实验段本体采用三面可视窗设计，可以实现高速相机从流道正面和侧面进行拍摄。正面窗口用于观测壁面核化行为，侧面为左右通透的透视可视窗，除可观测近壁核化行为外，还可对沸腾过程中相界面沿径向、轴向演化过程进行观测研究。将用高速摄像机拍摄到的图片进行后处理后可以得到空泡份额。
加热组件的可靠性是实验稳定的重要基础。因此，加热板的定位、密封、绝缘需要特殊考虑，否则流体浸入加热板背面后，背部过热沸腾会严重干扰热电偶测量的准确性和稳定性。提出了加热板绝缘密封结构，其中硬绝缘结构、内部软密封方式解决了加热板密封绝缘问题。加热面与背板整体高强度密封，确保了热电偶的干燥及整体的结构强度。在开展高压可视化实验时，加热组件中加热板属于压力边界，该区域是承受高温、高压的主要载荷区域。因此，加热背板上焊接了高压气体充气口，组装好后加热组件压紧盖板与密封壳压紧盖板内的部件之间有一定空腔，空腔内可以冲入高压气体，从而实现了加热组件内部压力与回路侧的压力平衡，降低了加热面的耐压载荷。防止密封壳压紧盖板内的部件被流体压力冲出，可实现整体内冲压式效果，实现一定压力耐受能力，有效保证了加热面密封的可靠性。加热板背面的不同高度焊接了热电偶，可用于精确测量轴向不同位置的外壁面温度，由此可推算出内壁面温度、壁面热流密度、局部传热系数、热力学含气率等热工参数。

Claims (9)

1.一种具有加热组件的承压型三面可视化热工流体实验段，其特征在于，包括矩形结构的实验段本体(1)，实验段本体(1)上部连接出口管路组件(3)，下部连接进口管路组件(4)；实验段本体(1)侧面其中三面设置有可视窗(5)，另一面上连接加热组件(2)；实验段本体(1)内设置有流道组件；
加热组件(2)包括用于对流道组件内流体加热的加热板(214)，还设置有多个用于测量不同高度位置加热板(214)温度的热电偶(209)；加热板(214)通过设置在加热板(214)两端的两个铜电极(206)加热。
2.根据权利要求1所述的一种具有加热组件的承压型三面可视化热工流体实验段，其特征在于，所述加热组件(2)还包括用于支撑热电偶(209)的热偶支架(201)；还包括用于设置加热板(214)的密封壳(204)；还包括用于固定支撑热偶支架(201)和铜电极(206)的组件压紧法兰(202)；密封壳(204)上设置有和组件压紧法兰(202)相配合的密封壳压紧法兰(203)；密封壳(204)内设置有绝缘块(217)；热电偶(209)和铜电极(209)依次穿过组件压紧法兰(202)、密封壳压紧法兰(203)和绝缘块(217)接触加热板(214)。
3.根据权利要求2所述的一种具有加热组件的承压型三面可视化热工流体实验段，其特征在于，所述加热板(214)和绝缘块(217)接触位置设置有环状的密封垫(213)；加热板(214)和流道组件接触侧，加热板(214)外从内到外依次设置有环状的绝缘环(215)和卡套(216)。
4.根据权利要求3所述的一种具有加热组件的承压型三面可视化热工流体实验段，其特征在于，所述热电偶(209)外设置有热偶密封组件(208)，热偶密封组件包括热偶绝缘密封圈(210)和热偶绝缘套管(211)；还包括用于定位的热偶定位套管(212)；铜电极(206)连接导电铜板(205)；铜电极(206)外设置有铜电极密封绝缘组件(207)；所述加热板(214)边缘为凸台结构，绝缘环(215)边缘为与其配合的Z形结构。
5.根据权利要求4所述的一种具有加热组件的承压型三面可视化热工流体实验段，其特征在于，所述组件压紧法兰(202)上设置有高压气体充气口(6)，用于向组件压紧法兰(202)和密封壳压紧法兰(203)之间的空腔内充入高压气体。
6.根据权利要求1所述的一种具有加热组件的承压型三面可视化热工流体实验段，其特征在于，所述进口管路组件(4)包括与实验段本体(1)连接的第三进口连接法兰(404)；第三进口连接法兰(404)连接进口接管(403)，进口接管(403)另一端连接第二进口连接法兰(402)，第二进口连接法兰(402)连接第一进口连接法兰(401)；进口接管(403)内设置有入口整流段内部陶瓷(406)，入口整流端内部陶瓷(406)连通流道组件；入口整流段内部陶瓷(406)和流道组件连接端设置有第一密封垫(407)，另一端设置有第一压紧弹簧(405)；
出口管路组件(3)包括与实验段本体(1)连接的第三出口连接法兰(304)；第三出口连接法兰(302)，连接出口接管(303)，出口接管(303)另一端连接第二出口连接法兰(302)，第二出口连接法兰(302)连接第一出口连接法兰(301)；出口接管(303)内设置有出口整流段内部陶瓷(306)，出口整流段内部陶瓷(306)连通流道组件；出口整流段内部陶瓷(306)和流道组件连接端设置有第二密封垫(307)，另一端设置有第二压紧弹簧(305)。
7.根据权利要求1所述的一种具有加热组件的承压型三面可视化热工流体实验段，其特征在于，所述可视窗(5)包括可视窗玻璃(502)，可视窗玻璃外部设置有用于密封的第三密封垫(503)，可视窗玻璃(502)通过可视窗压紧法兰(501)与实验段本体(1)固定。
8.根据权利要求1所述的一种具有加热组件的承压型三面可视化热工流体实验段，其特征在于，所述流道组件包括流道陶瓷和流道玻璃(101)；流道陶瓷设置在外部，包括上部的窗口段陶瓷(102)和下部的过渡段陶瓷(103)；窗口段陶瓷(102)与可视窗(5)对应位置设置有窗口，窗口段陶瓷(102)内部设置有流道玻璃(101)。
9.根据权利要求1～8所述任一种具有加热组件的承压型三面可视化热工流体实验段，其特征在于，采用该实验段进行实验时对应的热工参数计算方法如下：
实验段热效率η计算方法如下：
Figure FDA0003680046490000021
式中，Q为单相水单位时间内在流道中吸收的热量；Qt为实验段电加热的总功率；
其中：
Q＝CpM(Tout-Tin)
Qt＝UI
式中，Cp为定压比热容，M为质量流量，Tout为实验段出口温度，Tin为实验段进口温度；
热流密度q计算方法如下：
Figure FDA0003680046490000022
式中，L为流道组件的长，W为流道组件的宽；
流道组件内壁面的温度Tw(Z)计算方法如下：
Figure FDA0003680046490000023
式中：Z为流道组件高度，Tw′(Z)为通过热电偶测量得到的加热板对应高度的温度值，λw为壁面导热系数，δw为壁面厚度；
局部传热系数计算方法如下：
Figure FDA0003680046490000031
式中：h(Z)为流道组件高度为Z处的局部传热系数，Tf(Z)为对应Z处的流道内流体的温度；
Figure FDA0003680046490000032
Tf(Z)＝Tsat(p(Z)),Z≥Zsat
式中：Zsat为发生饱和沸腾前的起始段长度；
Figure FDA0003680046490000033
式中：Tsat为系统运行压力下的饱和温度；
热力学含气率的计算方法如下：
Figure FDA0003680046490000034
Figure FDA0003680046490000035
式中：iin为入口液体的焓值，isat为饱和液体的焓值，hlv为汽化潜热。
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