【技术实现步骤摘要】
本申请主要涉及传热，尤其涉及一种适应多工况的热管试验台架及热管试验方法。
技术介绍
1、热管是一种利用相变原理进行高效传递热量的非能动传热设备。而其中长热管因为其热量输送距离长，传热能力强而是热管领域的热门研究方向之一，在空间核反应堆冷却、微型移动式反应堆、太阳能利用等方面具有广阔的应用前景。然而，由于长热管制造难度大，制造工艺不稳定，通常需要进行多种试验工况的测试，且测试数量庞大。
2、在现有技术中，通常需要设计不同的试验台架完成传热设备的研发试验，但是这对于一些具有多工况测试需求场景，特别是长热管领域，造成了诸多困难。因此本领域尚缺少一种可以适应多工况试验需求的便捷、有效且更准确热管试验解决方案。
技术实现思路
1、本申请要解决的技术问题是提供一种适应多工况的热管试验台架及热管试验方法，可以批量应对多工况试验需求，提升热管试验的便捷性、有效性和准确性。
2、为解决上述技术问题，本申请提供了一种适应多工况的热管试验台架，适于对热管进行试验，所述热管包括邻接的蒸发段和冷凝段，所述热管试验台架包括：支撑平台，用于承载所述热管；加热系统，位于所述支撑平台上，所述加热系统配置为向所述热管的所述蒸发段提供功率输入；冷却系统，包括冷却夹套和基于所述冷却夹套形成的水冷通路和风冷通路，其中，所述冷却夹套适于包裹所述热管的所述冷凝段，所述冷却夹套包括夹套内层和夹套外层，所述风冷通路位于所述夹套内层与所述冷凝段之间的空间内，所述水冷通路位于所述夹套内层和所述夹套外层之间的空间
3、在本申请的一实施例中，所述加热系统包括感应加热电源、感应线圈和石英管，其中，所述石英管包裹所述蒸发段，所述感应线圈位于所述石英管的外部，所述感应加热电源适于使所述感应线圈通电以通过所述石英管向所述蒸发段提供所述功率输入。
4、在本申请的一实施例中，所述感应加热电源还包括机械旋钮和/或与所述控制系统互联的功率调节模块，其中，所述机械旋钮适于根据旋转程度调节所述功率输入，所述功率调节模块适于响应于所述控制系统的所述调节参数以调节所述功率输入。
5、在本申请的一实施例中，还包括角度调节系统，且所述支撑平台包括相对的上层平台和下层平台，其中，所述上层平台适于承载所述热管，所述上层平台和所述下层平台适于通过所述角度调节系统连接，且所述角度调节系统配置为使所述上层平台相对于水平方向的角度在-5°～10°的范围内变化。
6、在本申请的一实施例中，所述角度调节系统还包括同步运行的至少两根电动推杆以及用于控制所述电动推杆伸缩的推杆控制器，所述推杆控制器与所述控制系统互连，且所述推杆控制器适于响应于所述控制系统的所述调节参数以调节所述电动推杆的伸缩程度，从而使所述上层平台相对于所述水平方向的角度发生变化。
7、在本申请的一实施例中，还包括滑轨，所述电动推杆包括连接推杆和水平推杆，所述下层平台置于所述滑轨上，所述下层平台的第一端与所述水平推杆连接，且所述第一端还通过所述连接推杆连接至所述上层平台。
8、在本申请的一实施例中，还包括多个定位销，所述上层平台还包括与所述多个定位销对应的多个定位孔，其中，所述定位孔分散布置在所述上层平台的中间区段以及两端区段。
9、在本申请的一实施例中，还包括布置于所述风冷通路中热电偶，所述热电偶用于连接至位于所述热管外壁上的一个或多个温度测点。
10、在本申请的一实施例中，还包括沙浴密封容器，适于密封所述夹套内层的出口端并使所述热电偶在所述沙浴密封容器的内部通过。
11、在本申请的一实施例中，所述冷却系统还包括由压缩机、储气罐、冷干机、精密过滤器、减压阀、常温空气流量计、空气预热器、总电磁阀、高温空气流量计和冷却水箱经连接而形成的风冷供冷测量组件，所述风冷供冷测量组件连接至位于所述夹套内层一侧的冷却风入口。
12、在本申请的一实施例中，还包括主路电磁阀和旁路电磁阀，且所述高温空气流量计的数量为多个，其中，所述旁路电磁阀的一端连接至所述多个高温空气流量计中的其中一者、另一端连接至所述冷却水箱；所述主路电磁阀的一端连接至所述多个高温空气流量计中的其中一者、另一端通过所述多个高温空气流量计中的其中一者最终连接至所述冷却风入口。
13、在本申请的一实施例中，所述冷却系统在所述夹套内层和所述夹套外层之间的所述水冷通路中还包括多个螺旋折流板。
14、在本申请的一实施例中，所述冷却系统还包括由冷却水箱、循环水泵、主路电磁阀、水流量计、支路电磁阀、支路流量计、板式换热器、冷水机经连接而形成的水冷供冷测量组件，所述水冷供冷测量组件连接至位于所述夹套外层一侧的冷却水进口。
15、本申请的另一方面还提出了一种适应多工况的热管试验方法，适于通过本申请任一实施例的热管试验台架对热管进行试验，所述试验方法包括如下步骤：根据所述热管的参数确定试验工况；根据所述试验工况在所述热管的管壁布置温度测点；在所述热管试验台架中的支撑平台上安装所述热管；将所述热管试验台架中的冷却系统分别和数据采集系统及控制系统连通；将所述热管试验台架中的加热系统和所述控制系统连通并开始试验；以及通过所述数据采集系统采集热管在所述试验工况下的试验数据。
16、与现有技术相比，本申请具有以下优点：本申请的热管试验台架和试验方法在试验台架中可以采用风冷冷却和水冷冷却的组合供冷方式完成对于热管冷凝段的风冷非均匀散热试验和水冷均匀散热试验；另外，在同一试验台架中，可以实现热管的正、负角度倾角试验，一端、中间加热试验等等多工况试验，可全面满足长热管的测试要求，完成长热管的启动试验、稳态传输试验以及传热极限试验；同时，试验台架自身配备测试程序编程部分，对一批热管进行相同程序的试验，保证测试程序的一致性，简化操作难度的同时可对长热管性能做出准确评价。
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1.一种适应多工况的热管试验台架，适于对热管进行试验，所述热管包括邻接的蒸发段和冷凝段，其特征在于，所述热管试验台架包括：
2.如权利要求1所述的热管试验台架，其特征在于，所述加热系统包括感应加热电源、感应线圈和石英管，其中，所述石英管包裹所述蒸发段，所述感应线圈位于所述石英管的外部，所述感应加热电源适于使所述感应线圈通电以通过所述石英管向所述蒸发段提供所述功率输入。
3.如权利要求2所述的热管试验台架，其特征在于，所述感应加热电源还包括机械旋钮和/或与所述控制系统互联的功率调节模块，其中，所述机械旋钮适于根据旋转程度调节所述功率输入，所述功率调节模块适于响应于所述控制系统的所述调节参数以调节所述功率输入。
4.如权利要求1所述的热管试验台架，其特征在于，还包括角度调节系统，且所述支撑平台包括相对的上层平台和下层平台，其中，所述上层平台适于承载所述热管，所述上层平台和所述下层平台适于通过所述角度调节系统连接，且所述角度调节系统配置为使所述上层平台相对于水平方向的角度在-5°～10°的范围内变化。
5.如权利要求4所述的热管试验台架，
6.如权利要求5所述的热管试验台架，其特征在于，还包括滑轨，所述电动推杆包括连接推杆和水平推杆，所述下层平台置于所述滑轨上，所述下层平台的第一端与所述水平推杆连接，且所述第一端还通过所述连接推杆连接至所述上层平台。
7.如权利要求4所述的热管试验台架，其特征在于，还包括多个定位销，所述上层平台还包括与所述多个定位销对应的多个定位孔，其中，所述定位孔分散布置在所述上层平台的中间区段以及两端区段。
8.如权利要求1～7任一项所述的热管试验台架，其特征在于，还包括布置于所述风冷通路中热电偶，所述热电偶用于连接至位于所述热管外壁上的一个或多个温度测点。
9.如权利要求8所述的热管试验台架，其特征在于，还包括沙浴密封容器，适于密封所述夹套内层的出口端并使所述热电偶在所述沙浴密封容器的内部通过。
10.如权利要求9所述的热管试验台架，其特征在于，所述冷却系统还包括由压缩机、储气罐、冷干机、精密过滤器、减压阀、常温空气流量计、空气预热器、总电磁阀、高温空气流量计和冷却水箱经连接而形成的风冷供冷测量组件，所述风冷供冷测量组件连接至位于所述夹套内层一侧的冷却风入口。
11.如权利要求10所述的热管试验台架，其特征在于，还包括主路电磁阀和旁路电磁阀，且所述高温空气流量计的数量为多个，其中，
12.如权利要求8所述的热管试验台架，其特征在于，所述冷却系统在所述夹套内层和所述夹套外层之间的所述水冷通路中还包括多个螺旋折流板。
13.如权利要求12所述的热管试验台架，其特征在于，所述冷却系统还包括由冷却水箱、循环水泵、主路电磁阀、水流量计、支路电磁阀、支路流量计、板式换热器、冷水机经连接而形成的水冷供冷测量组件，所述水冷供冷测量组件连接至位于所述夹套外层一侧的冷却水进口。
14.一种适应多工况的热管试验方法，适于通过所述权利要求1～13任一项所述的热管试验台架对热管进行试验，所述试验方法包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种适应多工况的热管试验台架，适于对热管进行试验，所述热管包括邻接的蒸发段和冷凝段，其特征在于，所述热管试验台架包括：
2.如权利要求1所述的热管试验台架，其特征在于，所述加热系统包括感应加热电源、感应线圈和石英管，其中，所述石英管包裹所述蒸发段，所述感应线圈位于所述石英管的外部，所述感应加热电源适于使所述感应线圈通电以通过所述石英管向所述蒸发段提供所述功率输入。
3.如权利要求2所述的热管试验台架，其特征在于，所述感应加热电源还包括机械旋钮和/或与所述控制系统互联的功率调节模块，其中，所述机械旋钮适于根据旋转程度调节所述功率输入，所述功率调节模块适于响应于所述控制系统的所述调节参数以调节所述功率输入。
4.如权利要求1所述的热管试验台架，其特征在于，还包括角度调节系统，且所述支撑平台包括相对的上层平台和下层平台，其中，所述上层平台适于承载所述热管，所述上层平台和所述下层平台适于通过所述角度调节系统连接，且所述角度调节系统配置为使所述上层平台相对于水平方向的角度在-5°～10°的范围内变化。
5.如权利要求4所述的热管试验台架，其特征在于，所述角度调节系统还包括同步运行的至少两根电动推杆以及用于控制所述电动推杆伸缩的推杆控制器，所述推杆控制器与所述控制系统互连，且所述推杆控制器适于响应于所述控制系统的所述调节参数以调节所述电动推杆的伸缩程度，从而使所述上层平台相对于所述水平方向的角度发生变化。
6.如权利要求5所述的热管试验台架，其特征在于，还包括滑轨，所述电动推杆包括连接推杆和水平推杆，所述下层平台置于所述滑轨上，所述下层平台的第一端与所述水平推杆连接，且所述第一端还通过所述连接推杆连接至所述上层平...
【专利技术属性】
技术研发人员：门启明，周全，颜岩，张振华，齐宝金，白云，李子安，袁春田，李经怀，应秉斌，宋印玺，魏梅琪，
申请(专利权)人：上海核工程研究设计院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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