SU754707A1 - Резистивный подогреватель потока газа 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к экспериментальной аэродинамике и может быть использовано для исследований тепловых потоков газа в аэродинамичес- < ких трубах.

При экспериментах в аэродинамических трубах с большими скоростями потока необходимо подогревать газ, поступающий в форкамеру, чтобы из- } бежать конденсацию (сжижение ) газа в рабочей части, где температура сильно понижается. Кроме того, требуется высокая температура для исследования явлений теплопередачи. Для| этой цели в аэродинамических трубах используются подогреватели различных типов, особенно часто применяются омические подогреватели газа.

Известны омические подогреватели 2 газа, содержащие корпус, теплозащитные экраны и насадку с нагревательными элементами ζΐ} и С?1·’·

Однако эти подогреватели не обеспечивают достаточную надежность работы, громоздки и имеют неравномерное поле температур в поперечном сечении.

Наиболее близким к предлагаемому .является резистивный подогреватель потока газа, содержащий корпус с ус

2

тановленным внутри него нагревателем, выполненным в виде набора поперечных слоев из токопроводящей ленты, намотанной в форме спиралей Архимеда, витки которой разделены изоляторами и установлены на полом стержне-тскоподводэ, снабженном изоляторами, разделяющими слои между собой и теплозащитные экраны, установленные между корпусом и нагревателем [3]

Так как ток через токовзоды подводится не по всей ширине спирали, нагрев ее будет неравномерным, поэтому возможен перегрев отдельных участков и перегорание спирали. При этом в указанном подогревателе содержит•ся большое количество керамики, которая при высокой температуре разрушается и выводит подогреватель из строя. Кроме того, газ протекающий через зазоры между внешними витками спирали и изоляторами, нагрет меньше, чем в центре. Это приводит к неравномерному полю температур в поперечном сечении на выходе.

Таким образом, известный подогреватель не надежен в работе и имеет неравномерное поле температур в поперечном сечении.

4

75470

наПОЛЯ

поЦель изобретения - повышение дежности'работы и равномерности температур в поперечном сечении догрезателя.

Поставленная цель достигается тем, что концентрично корпусу в зазоре между экранами и нагревателем установлены две цилиндрические тскоподэодящие обечайки, внутренняя из которых выполнена из секций, каждая из которых соединяет последовательно соседние слои нагревателя, зазоры между наружными витками спиралей и внутренней обечайкой выбраны равными половине зазора между зитками спиралей, а изоляторы между слоями выполнены в виде втулок с двойным конусом. Нагревательные спирали соединены с обечайками по всей ширине ленты, например сваркой. Это позволяет равномерно распределить ток по нагревательным элементам. Нагревательные элементы выполнены так, что зазоры для протока газа между наружными витками спиралей Архимеда и внешними обечайками разны половине зазора между витками в центре спирали. Зазоры между нагревательными элементами вдоль оси по потоку выполнены так, чтобы при прогибе спиралей не было соприкосновения между элементами. Это позволяет повысить равномерность поля температур подогревателя в поперечном сечении на выходе.

На фиг. 1 изображена схем’а омического подогревателя газа; на риг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Подогреватель газа состоит из корпуса 1, в котором расположены тептозащитные экраны 2 и токовводы 3.

3 корпусе 1 закреплен с помощью изочяторов 4, фланца 5 и цилиндра 6 нагреватель . Он содержит нагревательяые элементы, выполненные из ленты.в эиде спиралей Архимеда 7, концы которых попарно закреплены, например эваркой по всей ширине ленты на токоведущем стержне 8 и концентрично эасположенных обечайках 9 и 10. Внешние витки спиралей 7 выполнены так, что зазор между этими витками и наружной обечайкой 9 равен половине зазора в центре спиралей. На стержзе 8 установлены изоляторы 11 в виде втулок с двойным конусом, которые являются опорами для нагревательных элементов и одновременно разделяют слои нагревателей через ряд. Зазоры - между нагревательными элементами по потоку вдоль оси выполнены ?ак,чтобы не было соприкосновения между элементами при работе.Через стержш 12 и изоляторы 13 нагреватель>ые элементы закреплены в обечайке О. Между витками спиралей 7 устаювлены изоляторы 14, чтобы при наревании витки спирали не касались гежду собой.

Работа омического подогревателя газа заключается в следующем.

Электрический ток, проходя через обечайку 10, переходит на последнюю спираль, затем на последнюю обечайку,с обечайки на другую спираль,с этой спирали на обечайку 9 и так до последнего элемента.Ток, проходя по спиралям 7, нагревает их. Газ проходит между зазорами спиралей 7, омывает их,отбирает тепло и сам нагревается до заданной температуры. Так как зазор между наружными зитками спиралей 7 и обечайкой 9 равен половине зазора з центре, то расход газа в этом зазоре примерно в два раза ниже, следовательно, теплосъем с наружного витка спирали будет таким же, как и в центре.

Таким образом, газ на выходе из подогревателя'имеет равномерное поле температур по всему поперечному сечению .

Использование предлагаемого омического подогревателя газа не требует специального оборудования и материалов для его создания. Кроме того, надежность работы и равномерность поля температур в поперечном сечении подогревателя повышается примерно в 2-3 раза.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Резистивный подогреватель потока газа, содержащий корпус с установленным внутри него нагревателем^-, выполненным в виде набора поперечных слоев из токопроводящей ленты, намотанной в форме спиралей Архимеда, витки которой разделены изоляторами и установлены на полом стержне-токоподводе, снабженном изоляторами, разделяющими слои между собой, и теплозащитные экраны, установленные между корпусом и нагревателем, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы подогреватель и равномерности теплового потока, концентрич но корпусу в зазоре между экранами и нагревателем установлены две цилиндрические токоподводяшие обечайки, внутренняя из которых выполнена из секций, каждая из которых соединяет последовательно соседние слои нагревателя, зазоры между наружными витками спиралей и внутренней обечайкой выбраны равными половине зазора между витками спиралей, а изоляторы между слоями выполнены в виде втулок с двойным конусом.