[发明专利]一种低温裸壁贮箱内流体相态观测的可视化实验装置

权利要求书

1.一种低温裸壁贮箱内流体相态观测的可视化实验装置，包括低温贮箱(1)，低温贮箱(1)顶部法兰内设置内发泡(2)，低温贮箱(1)底部椭球封头外包裹外发泡(3)，其特征在于：低温贮箱(1)侧壁分别设置可视化窗口(5)与冷光窗口(6)，可视化窗口(5)与冷光窗口(6)法线在同一高度，且夹角为30°-60°；可视化窗口(5)正对低温贮箱(1)另一侧侧壁设置有矩形区域的热流调节区(4)；冷光窗口(6)外设置冷光源(8)，可视化窗口(5)外布置相机(7)；

低温贮箱(1)顶部通过法兰盖(9)密封，法兰盖(9)上分别开设液体加注通道、气体入口通道、安全排气通道、气体泄压通道及低温贮箱(1)内部测点引线通道；低温液体通过液体加注阀(10)、液体加注管(11)经液体加注通道进入低温贮箱(1)底部；增压气体通过气体电磁阀(13)经气体入口通道进入低温贮箱(1)顶部；安全排气通道外接安全阀(15)与压力传感器(14)；气体泄压通道通过排气阀(16)实现主动排气，或依次流经压力开关(17)、水浴式复温器(18)、流量计(19)实现排气与流量测量；

低温贮箱(1)内设置电容式液位计(20)；低温贮箱(1)底部设置排液通道，通过液体泄流阀(12)控制液体泄流；气体电磁阀(13)、电容式液位计(20)、压力开关(17)、水浴式复温器(18)、流量计(19)分别通过信号线与集成智能控制器(21)相接。

2.根据权利要求1所述的一种低温裸壁贮箱内流体相态观测的可视化实验装置，其特征在于：所述的低温贮箱(1)由柱形筒段及其底部椭球封头、顶部法兰组成，柱形筒段材质为304不锈钢，壁厚大于等于5mm；柱形筒段表面除热流调节区(4)之外，均包裹发泡绝热层，发泡绝热层厚度大于10cm，低温贮箱(1)的压力测试范围0.1～0.6MPa。

3.根据权利要求1所述的一种低温裸壁贮箱内流体相态观测的可视化实验装置，其特征在于：所述的可视化窗口(5)与冷光窗口(6)均采用双层石英玻璃组成真空腔体，真空腔体内压力低于100Pa；内层石英玻璃与低温贮箱(1)内部低温流体接触，外层石英玻璃与外环境接触。

4.根据权利要求1所述的一种低温裸壁贮箱内流体相态观测的可视化实验装置，其特征在于：所述的热流调节区(4)暴露于环境中，通过调速风机(22)、气体加热器(23)改变吹风速度与温度，实现风速、风温调节，达到变热流调节，变热流调节范围200～10,000W/m²。

5.根据权利要求1所述的一种低温裸壁贮箱内流体相态观测的可视化实验装置，其特征在于：所述的气体电磁阀(13)与压力开关(17)根据设定的控压范围实现增压气体注入与排气功能，从而维持实验过程中低温贮箱(1)的压力稳定，控压精度±0.01MPa。

6.根据权利要求1所述的一种低温裸壁贮箱内流体相态观测的可视化实验装置，其特征在于：所述的水浴式复温器(18)采用管壳式换热器结构，实验排气走管侧，水位于壳侧，且壳侧水温通过电加热调节维持在70℃附近。

7.根据权利要求1所述的一种低温裸壁贮箱内流体相态观测的可视化实验装置，其特征在于：所述的集成智能控制器(21)由可视化界面和可编程逻辑控制器组成，可视化界面用于设定低温贮箱(1)的控压范围和水浴式复温器(18)的水侧温度值，并动态观察低温贮箱(1)内压力、液位高度和水浴式复温器(18)的水温。