航空煤油等压二级电加热装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种航空煤油等压二级电加热装置，包括：一级加热构件和二级加热段，一级加热构件包括加热活塞腔和活塞杆，活塞杆的一端容纳安装于加热活塞腔中，活塞杆在加热活塞腔中沿加热活塞腔横向轴滑动；加热活塞腔与二级加热段的一端管路连通；航空煤油在一级加热构件中升温后，由活塞杆恒压推进二级加热段中继续加热。该装置将煤油加热分为两级进行，在相同的安全技术条件下，使得煤油的加热能力大幅提升。

Aviation kerosene isobaric two-stage electric heating device

【技术实现步骤摘要】
航空煤油等压二级电加热装置
本技术涉及一种航空煤油等压二级电加热装置，属于航空科学领域。
技术介绍
航空煤油作为一种安全可靠的碳氢燃料，常用于空天飞行器当中。由于其可观的单位热值和热沉，还常作为吸气式冲压发动机的冷却剂。随着飞行马赫数的提高，航空煤油在冷却通道中的吸热量急剧增加，研究吸热后的航空煤油的热物性及喷注燃烧特性具有十分重要的意义。但由于液态燃料吸热后体积迅速膨胀，进入临界态附近时热物性急剧变化，且存在高温结焦、裂解的特性，难以得到恒定压力下的高温煤油，使得航空煤油在地面加热实验中面临诸多的使用和研究困难。航空煤油的电加热按照接触方式可分为直接加热与间接加热。直接加热靠实验部件本身的电阻发热；间接加热是把加热器与加热对象(一般指流体)分开，如采用电阻丝均匀缠绕在实验件外表面。采用直接加热时，实验过程较简单，但由于实验件一般电阻很小，为了达到所需的加热功率，电源必须能输出很大的电流，即采用低电压大电流的电源设备。这种加热方式的优势是输出电压很低，通常在人体安全电压以下，可以保证实验人员不发生触电危险。间接加热时，可采用电阻较大的电阻丝作为加热器，由于加热器与实验件之间存在距离，因此加热器设计结构可以灵活多样，能避免受实验件表面的制约。航空煤油的电加热按照储能方式可以分为实时加热和蓄热式加热。实时加热是指加热段内流体保持流动，通过驻留时间内的换热过程升温。这种换热方式迅速，处在加热段内的流体质量较少，但所需的电功率较高，加热段内热流密度很高，且加热温度和流量需要实时监控和调节。蓄热式是对一定质量的静止流体进行加热，等温度升高至目标温度后再进行下一步处理。这种方式所需的加热功率较小，在保温条件好的情况下允许较长的加热时间，但是加热段内流体质量大、热膨胀过程严重，对加热段的密封和使用安全难度较大，常用于较低温度的加热。但上述各类现有航空煤油加热方式分别存在以下技术问题：(1)直接加热时传输的电流量大，要求导线截面积过大，甚至采用铜板或铜棒代替导线，这会使电源设备体积过于庞大；(2)采用交流电直接加热时，会和周围电器元件产生电磁干扰，强度随电流增大而增大；(3)间接电加热中电阻较大，电源需采用大电压低电流，虽然电磁干扰较小，但使用过程中需要注意绝缘，处理不当很容易危及仪表及实验人员安全；(4)单一蓄热式加热能力有限，仅适用于低温加热。对于膨胀相变流体，加热过程中压力将不断升高；对于具有结焦特性流体，无法长时间进行加热。
技术实现思路
根据本申请的一个方面，提供了一种航空煤油等压二级电加热装置，该装置将煤油加热分为两级进行，在相同的安全技术条件下，使得煤油的加热能力大幅提升。所述航空煤油等压二级电加热装置，包括：一级加热构件和二级加热段，所述一级加热构件包括：加热活塞腔和活塞杆，所述活塞杆的一端容纳安装于所述加热活塞腔中，所述活塞杆在所述加热活塞腔中沿所述加热活塞腔横向轴滑动；所述加热活塞腔与所述二级加热段的一端管路连通；所述航空煤油在所述一级加热构件中升温后，由所述活塞杆恒压推进所述二级加热段中继续加热。优选地，所述航空煤油等压二级电加热装置包括：氮源，所述氮源与所述一级加热构件管路连通，所述氮源与所述二级加热段管路连通；所述氮源驱动所述活塞杆在所述加热活塞腔内移动。优选地，，所述航空煤油等压二级电加热装置包括：过滤部、第三高温阀和背压阀，所述二级加热段的另一端与回收部的进气端管路连通；所述第三高温阀安装于所述过滤部的进气端上；所述背压阀安装于所述过滤部的出气端。优选地，所述一级加热构件包括：加热活塞腔体、第一挡板和第二挡板，所述第一挡板安装于所述加热活塞腔体的一端上；所述第二挡板安装于所述加热活塞腔体的第二端上；所述活塞杆穿过所述第二挡板滑动设置。优选地，，所述第一挡板上间隔开设压力探头接口、煤油出口和温度探头接口；所述煤油出口与所述二级加热段管路连接；所述第一挡板的内表面上开设探针沟槽，所述探针沟槽设置于所述压力探头接口和所述煤油出口之间。优选地，所述第二挡板上开设氮气入口。优选地，所述第一挡板与所述加热活塞腔体相接处为密封连接；所述第二挡板与所述加热活塞腔体相接处为密封连接；所述活塞杆与所述第二挡板上开设的安装孔相接处为密封连接。优选地，所述航空煤油等压二级电加热装置包括：冷却回收管路和输送管路，所述输送管路用于将达到预定温度的煤油输送至下一节；所述冷却回收管路用于对未达到预定温度的所述航空煤油进行冷却回收；所述冷却回收管路和所述输送管路分别与所述二级加热段的出油端相连接。优选地，所述第一挡板与所述加热活塞腔体相接处设有金属缠绕垫圈；所述第二挡板与所述加热活塞腔体相接处设有金属缠绕垫圈；所述活塞杆与所述第二挡板上开设的安装孔相接处设有金属C型密封圈。优选地，所述航空煤油等压二级电加热装置包括：第一高温阀、第二高温阀、第三高温阀和第四高温阀，所述第一高温阀设置于所述一级加热构件与所述二级加热段相连通的管路上；所述第二高温阀设置于所述一级加热构件与所述氮源相连通的管路了；所述第三高温阀设置于所述二级加热段与所述过滤部相连通的管路上；所述第四高温阀设置于所述二级加热段的排出段的管路上。本技术的有益效果包括但不限于：(1)本技术所提供的航空煤油等压二级电加热装置，该装置通过将煤油的加热过程拆分为二级，使得蓄热过程减小实时加热段的负荷，减小加热功率、电源体积、密封难度、安全隐患等不利因素，有效地提高了煤油加热温度的上限。由于分为二级加热，使得高温煤油在整个加热段内的驻留时间缩短，减小了煤油结焦量；(2)本技术所提供的航空煤油等压二级电加热装置，该装置一级加热构件中，加热腔为加热活塞腔式，通过活塞杆对煤油的推进和加压，可以保证煤油加热时的压力恒定。采用该装置进行加热时，煤油加热过程始终处于恒定压力环境中，热物性变化规律可根据需要进行调整，有助于热煤油的输运和进一步处理，且避免了密闭加热段压力急剧升高的问题；(3)本技术所提供的航空煤油等压二级电加热装置，该装置一级加热构件中加热活塞腔构型两端采用法兰密封，保证活塞挡板在腔体内全程滑动。该装置整体采用直流电加热，避免了电磁干扰对航空设备的影响。附图说明图1是本技术一实施例中航空煤油等压二级电加热装置结构示意图；图2是本技术一实施例中航空煤油等压二级电加热装置加热控制时序示意图；图3是本技术一实施例中一级加热构件主视剖视示意图。图例说明：P1、第一压力传感器；P2、第二压力传感器；P3、第三压力传感器；P4、第四压力传感器；T1、第一温度传感器；T2、第二温度传感器；T3、第三温度传感器；R1、背压阀；R2、泄压阀；100、一级加热构件；200、二级加热段；300、过滤部；400、氮源；110、第一挡板；140、第二挡板；111、温度探头接口；112、煤油出口；113、压力探头接口；114、探针沟槽；120、加热活塞腔；131、活塞挡板；132、挡板连杆；141、氮气入口。具体实施方式下面结合实施例详述本技术，但本技术并不局限于这些实施例。参见图1，本技术提供的航空煤油等压二级电加热装置，包括：一级加热构件100和二级加热段200，一级加热构件100包括加热活塞腔和活塞杆，所述活塞杆的一端容纳安装于所述加热本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种航空煤油等压二级电加热装置，其特征在于，包括：一级加热构件和二级加热段，所述一级加热构件包括：加热活塞腔和活塞杆，所述活塞杆的一端容纳安装于所述加热活塞腔中，所述活塞杆在所述加热活塞腔中沿所述加热活塞腔横向轴滑动；所述加热活塞腔与所述二级加热段的一端管路连通；所述航空煤油在所述一级加热构件中升温后，由所述活塞杆恒压推进所述二级加热段中继续加热。

【技术特征摘要】
1.一种航空煤油等压二级电加热装置，其特征在于，包括：一级加热构件和二级加热段，所述一级加热构件包括：加热活塞腔和活塞杆，所述活塞杆的一端容纳安装于所述加热活塞腔中，所述活塞杆在所述加热活塞腔中沿所述加热活塞腔横向轴滑动；所述加热活塞腔与所述二级加热段的一端管路连通；所述航空煤油在所述一级加热构件中升温后，由所述活塞杆恒压推进所述二级加热段中继续加热。2.根据权利要求1所述的航空煤油等压二级电加热装置，其特征在于，所述航空煤油等压二级电加热装置包括：氮源，所述氮源与所述一级加热构件管路连通，所述氮源与所述二级加热段管路连通；所述氮源驱动所述活塞杆在所述加热活塞腔内移动。3.根据权利要求2所述的航空煤油等压二级电加热装置，其特征在于，所述航空煤油等压二级电加热装置包括：过滤部、第三高温阀和背压阀，所述二级加热段的另一端与回收部的进气端管路连通；所述第三高温阀安装于所述过滤部的进气端上；所述背压阀安装于所述过滤部的出气端。4.根据权利要求1所述的航空煤油等压二级电加热装置，其特征在于，所述一级加热构件包括：加热活塞腔体、第一挡板和第二挡板，所述第一挡板安装于所述加热活塞腔体的一端上；所述第二挡板安装于所述加热活塞腔体的第二端上；所述活塞杆穿过所述第二挡板滑动设置。5.根据权利要求4所述的航空煤油等压二级电加热装置，其特征在于，所述第一挡板上间隔开设压力探头接口、煤油出口和温度探头接口；所述煤油出口与所述二级加热段管路连接；所述第一挡板的内表面上开设探针沟槽，所述探针沟...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨恺，潘余，王宁，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：新型
国别省市：湖南,43