一种多段式气体加热装置的制作方法

本发明涉及一种多段式气体加热装置，属于燃料喷雾和燃烧可视化实验装置的技术领域。

背景技术：

环境气体温度是研究燃料喷雾和燃烧过程中的一个重要参数，故需要调控定容燃烧弹内气体的温度。现有的定容燃烧弹的气体加热装置有以下几类，下面就其加热方式及特点进行简单介绍：

1）电加热类型：很多定容燃烧弹采用电加热的方式，这种加热方式是在定容燃烧弹底部布设加热棒，或在定容燃烧弹内盘布电热丝，这种加热方式会导致定容燃烧弹内温度分布不均匀，对实验的精度产生干扰，而且这种加热方式的加热速度和功率不易调节。

2）容弹壁面加热型：一部分定容燃烧弹采用了壁面加热的方式，在定容燃烧弹表面均匀缠绕加热带，这种方式可使容弹内气体温度分布更均匀。但若要达到定容燃烧弹内所需的高温，这种加热方式会导致定容燃烧弹壁面温度过高，对定容燃烧弹金属材料有很高的要求，而且过高的壁面温度可能会损坏具有视窗的定容燃烧弹的视窗玻璃。

3）燃气燃烧型：燃气燃烧型加热装置是将可燃气体(如氢气)通入定容燃烧弹内燃烧以快速达到高温高压，这种加热方式需要进行精确的计算和控制，燃烧后的产物也有可能会对实验结果造成干扰，而且部分种类的可燃气体的燃烧产物会附着在视窗玻璃表面，对视窗玻璃造成损伤。

综上所述，电加热方式安全快速，但存在加热不均的问题；壁面加热方式可使容弹内温度分布较为均匀，但对容弹材料有较高的要求，且存在一定的安全隐患；燃气燃烧加热可能会对实验结果造成干扰且可能会造成视窗玻璃损伤。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述不足问题，提供一种对通往定容燃烧弹里的气体进行快速加热的多段式气体加热装置，可实现高压气体的快速加热。

本发明采用的技术方案是：一种多段式气体加热装置，它包括通过螺母和螺栓紧固在一起的两端的两个进出口盖和中间的若干个中间盖，进出口盖与中间盖之间或两个中间盖之间设有加热段；所述加热段为套装有肋片加热芯的流动钢套，用a陶瓷衬套，b陶瓷衬套和c陶瓷衬套固定；所述肋片加热芯中套装有硅碳棒；所述流动钢套上下两端各设有一个气体进出短管，所述进出口盖、中间盖和a陶瓷衬套上均开有圆孔，所述流动钢套的气体进出短管嵌于a陶瓷衬套的圆孔中，所述流动钢套的气体进出短管与肋片加热芯以及中间盖上的圆孔形成气体通路；所述b陶瓷衬套侧边开有方形槽，槽内铺设导线，导线与插入进出口盖或中间盖以及c陶瓷衬套顶端或底端的电极相连，对所述硅碳棒供电。

所述肋片加热芯的肋片类型可为直肋加热芯或者螺旋肋加热芯。

所述直肋加热芯肋片部分上下两端各有一个环形斜切口；所述流动钢套的气体进出短管与直肋加热芯上下两端的环形斜切口以及中间盖上的圆孔形成气体通路。

本发明的有益效果是：这种多段式气体加热装置的加热段包括套装有肋片加热芯的流动钢套，用a陶瓷衬套，b陶瓷衬套和c陶瓷衬套固定；肋片加热芯中套装有硅碳棒；流动钢套上下两端各设有一个气体进出短管，进出口盖、中间盖和a陶瓷衬套上均开有圆孔，流动钢套的气体进出短管嵌于a陶瓷衬套的圆孔中，流动钢套的气体进出短管与肋片加热芯以及中间盖上的圆孔形成气体通路；b陶瓷衬套侧边开有方形槽，槽内铺设导线，导线与插入进出口盖或中间盖以及c陶瓷衬套顶端或底端的电极相连，对所述硅碳棒供电。该装置可以大幅减少气体加热过程中所需要的时间，实现快速加热；可有效避免定容燃烧弹内温度不均及壁面过高的问题，延长了设备使用寿命；将硅碳棒嵌于肋片加热芯中，使用肋片对空气进行加热，硅碳棒不与被加热气体直接接触，这样既增大了换热面积，更延长了硅碳棒的使用寿命；可根据需要增减加热段的数量。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明

图1是一种多段式气体加热装置的结构示意图。

图2是流动钢套的结构示意图。

图3是加热段的结构示意图。

图4是图3中ⅰ处放大视图。

图5是图3中a-a剖视图。

图6是直肋片加热芯的结构示意图。

图7是图6中b-b剖视图。

图中：1、进出口盖，2、电极，3、中间盖，4、a陶瓷衬套，5、b陶瓷衬套，6、c陶瓷衬套，7、肋片加热芯，8、流动钢套，9、硅碳棒，10、螺母，11、螺栓，12、圆孔。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述。

图1示出了一种多段式气体加热装置的结构示意图。

图2示出了流动钢套的结构示意图。

图3、图4和图5示出了加热段的结构示意图。

这种多段式气体加热装置包括通过螺母10和螺栓11紧固在一起的两端的两个进出口盖1和中间的若干个中间盖3，进出口盖1与中间盖3之间或两个中间盖3之间设有加热段；所述加热段为套装有肋片加热芯7的流动钢套8，用a陶瓷衬套4、b陶瓷衬套5和c陶瓷衬套6固定；所述肋片加热芯7中套装有硅碳棒9；所述流动钢套8上下两端各设有一个气体进出短管，所述进出口盖1、中间盖3和a陶瓷衬套4上均开有圆孔12，所述流动钢套8的气体进出短管嵌于a陶瓷衬套4的圆孔12中，所述流动钢套8的气体进出短管与肋片加热芯7以及中间盖3上的圆孔12形成气体通路；所述b陶瓷衬套5侧边开有方形槽，槽内铺设导线，导线与插入进出口盖1或中间盖3以及c陶瓷衬套6顶端或底端的电极2相连，对所述硅碳棒9供电。

所述肋片加热芯7的肋片类型可为直肋加热芯或者螺旋肋加热芯。

图6和图7示出了直肋片加热芯的结构示意图。

所述直肋加热芯肋片部分上下两端各有一个环形斜切口；所述流动钢套8的气体进出短管与肋片加热芯7上下两端的环形斜切口以及中间盖3上的圆孔12形成气体通路。

采用上述的技术方案，工作时，电极2接通电源，对硅碳棒9供电，硅碳棒9是发热装置，硅碳棒套在肋片加热芯中，硅碳棒不与被加热气体直接接触，使用肋片加热芯对气体进行加热；气体在通过本装置的气体通路后得到加热。

本加热装置利用五个加热内芯（采用48片直肋片加热芯）可在0.4秒左右将气体加热到1200k,压力可达15mpa以上，在其他条件下，可以根据需求增加或减少加热段的数量。

技术特征：

技术总结
一种多段式气体加热装置，属于燃料喷雾和燃烧可视化实验装置的技术领域。该装置包括通过螺母和螺栓紧固在一起的两端的两个进出口盖和中间的若干个中间盖，进出口盖与中间盖之间或两个中间盖之间设有加热段；加热段包括套装有肋片加热芯的流动钢套，用A陶瓷衬套，B陶瓷衬套和C陶瓷衬套固定；肋片加热芯中套装有硅碳棒。该装置可以大幅减少气体加热过程中所需要的时间，实现快速加热；可有效避免定容燃烧弹内温度不均及壁面过高的问题，延长了设备使用寿命；将硅碳棒嵌于肋片加热芯中，使用肋片对空气进行加热，硅碳棒不与被加热气体直接接触，这样既增大了换热面积，更延长了硅碳棒的使用寿命；可根据需要增减加热段的数量。

技术研发人员：田江平;崔泽川;隆武强;冯立岩;崔靖晨;付佳聪
受保护的技术使用者：大连理工大学
技术研发日：2018.12.17
技术公布日：2019.04.19