[发明专利]一种低压下管内流动沸腾换热实验系统

权利要求书

1.一种低压下管内流动沸腾换热实验系统，其特征在于，包括氮气瓶(1)、液氮储罐(2)、流量计(3)、过冷箱(4)、高真空实验腔(5)、主流路汽化加热器(6)、稳压罐(7)、主流路真空泵(8)、分子泵(9)、数据采集系统(10)、阀门系统及其连接的管路；

所述过冷箱(4)包括过冷换热器(41)、过冷箱汽化加热器(42)和过冷箱真空泵(43)，所述过冷箱真空泵(43)连接所述过冷箱汽化加热器(42)的一端，所述过冷箱汽化加热器(42)的另一端伸入所述过冷箱(4)的箱体内部；

所述高真空实验腔(5)包括实验段(51)和实验段加热电源(52)，所述实验段加热电源(52)连接在所述实验段(51)的两端；

所述氮气瓶(1)通过管路和阀门系统向所述过冷箱(4)、高真空实验腔(5)、主流路汽化加热器(6)、稳压罐(7)以及主流路真空泵(8)输入高压氮气，在低温实验前用于对所述实验系统进行清洗检漏，并排出所述实验系统内的空气；

所述液氮储罐(2)通过所述管路和阀门系统向所述实验系统提供实验工质液氮，所述实验工质液氮经过所述流量计(3)计量流量后进入所述过冷箱(4)中的所述过冷换热器(41)中，在所述过冷换热器(41)中被冷却至过冷状态，之后过冷液氮进入所述高真空实验腔(5)中的实验段(51)中，在所述实验段(51)中进行沸腾换热，沸腾后产生的气液混合物进入所述主流路汽化加热器(6)中完全汽化并被加热到所述主流路真空泵(8)的许用最低温度，最后产生的氮气通过所述稳压罐(7)被所述主流路真空泵(8)抽出后排入大气；

其中，所述分子泵(9)通过所述管路和阀门系统为所述过冷箱(4)的真空绝热夹层和所述高真空实验腔(5)提供高真空环境；

其中，所述数据采集系统(10)采集所述流量计(3)、过冷箱(4)、实验段(51)以及实验段加热电源(52)产生的数据信号。

2.根据权利要求1所述的一种低压下管内流动沸腾换热实验系统，其特征在于，所述阀门系统包括氮气截止阀(v1)、液氮截止阀(v2)、过冷箱充液阀(v3)、流量计前截止阀(v4)、流量计后截止阀(v5)、流量调节阀(v6)、背压调节球阀(v7)、主流路真空泵前球阀(v8)、主流路真空泵旁路球阀(v9)、过冷箱真空泵旁路球阀(v10)、过冷箱真空泵前球阀(v11)、过冷箱绝热夹层抽气阀(v12)、高真空实验腔抽气阀(v13)以及高真空实验腔放气阀(v14)；

所述氮气截止阀(v1)、所述过冷箱充液阀(v3)、所述液氮截止阀(v2)和所述流量计前截止阀(v4)之间通过管路形成的四通连接，所述氮气瓶(1)连接所述氮气截止阀(v1)的另一端，所述液氮储罐(2)连接所述液氮截止阀(v2)的另一端，所述过冷箱充液阀(v3)的另一端连接至所述过冷箱(4)的箱体内部，所述流量计前截止阀(v4)的另一端依次通过所述流量计(3)和所述流量计后截止阀(v5)连接所述过冷换热器(41)的输入端，所述过冷换热器(41)的输出端通过所述流量调节阀(v6)连接所述实验段(51)的一端，所述实验段(51)的另一端通依次通过所述主流路汽化加热器(6)、背压调节球阀(v7)、主流路真空泵前球阀(v8)连接所述稳压罐(7)的输入端，所述稳压罐(7)的输出端与所述主流路真空泵(8)连接，所述背压调节球阀(v7)、主流路真空泵前球阀(v8)和所述主流路真空泵旁路球阀(v9)之间通过管路形成的三通连接，所述主流路真空泵旁路球阀(v9)的另一端接入大气；

所述过冷箱汽化加热器(42)的一端、所述过冷箱真空泵旁路球阀(v10)的一端和过冷箱真空泵前球阀(v11)的一端通过管路形成的三通连接，所述过冷箱真空泵旁路球阀(v10)的另一端接入大气，所述过冷箱真空泵前球阀(v11)的另一端连接所述过冷箱真空泵(43)；

所述分子泵(9)、所述过冷箱绝热夹层抽气阀(v12)的一端和所述高真空实验腔抽气阀(v13)的一端通过管路形成的三通连接，所述过冷箱绝热夹层抽气阀(v12)的另一端连接至所述过冷箱(4)的真空绝热夹层，所述高真空实验腔抽气阀(v13)的另一端连接至所述高真空实验腔(5)的内部，所述高真空实验腔放气阀(v14)连接在所述高真空实验腔抽气阀(v13)和所述高真空实验腔(5)之间的管路上。