ЭЛЕКТРОПОДОГРЕВАТЕЛЬ РАБОЧЕГО ГАЗА ДЛЯ ВАКУУМНЫХ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ТРУБ Советский патент 1967 года по МПК G01M9/04 H05B3/00 

Изобретение относится к области средств испытаний летательных аппаратов, а именно к средствам подогрева газа, используемого в вакуумных аэродинамических трубах.

В существующих вакуумных аэродинамических трубах используются омические подогреватели, нагревательным элементом в которых служит свернутая в спираль трубка из жаропрочной стали, навитая на керамическую трубу. Для уменьшения тепловых потерь в окружающую среду между спиралью нагревательного элемента и корпусом нагревателя обычно устанавливают толстый слой теплоизоляционного материала, а к концам нагревательного элемента подводят напряжение.

В предлагаемом электроподогревателе нагревательный элемент образует не одну, а две концентрично расположенные цилиндрические спирали разного диаметра, так что внешняя спираль является тепловым экраном для внутренней. В качестве изоляции использованы тонкие стальные экраны, а размер керамической трубы, на которую навита внутренняя спираль нагревательного элемента, таков, что внутри нее размещается форкамера аэродинамической трубы.

На чертеже приведена схема описываемого электроподогревателя.

Он состоит из следующих основных частей: нагревательного элемента 1 из жароупорной

стали, навитого на две керамические трубы 2 и 3, двух керамических дисков 4 и 5, являющихся опорой для труб, цилиндрических и плоских экранов 5 и 7 из жароупорной стали толщиной около 0,3 мм, корпуса 8 и крышки 9. К корпусу и крышке припаяны трубки 10, служащие для их охлаждения водой под давлением.

Нагревательный элемент выполнен в виде двух концентрично расположенных цилиндрических спиралей с правым и левым ходом витков так, что спираль с меньшим диаметром (внутренняя) является продолжением спирали с большим диаметром. Носледний виток внутренней спирали расположен в одной плоскости с первым витком внешней спирали вблизи крышки подогревателя.

Цилиндрическая полость внутренней керамической трубы используется в качестве форкамеры 11 аэродинамической трубы. В форкамере установлены проволочные сетки 12 для выравнивания потока газа, вытекающего в форкамеру из нагревательного элемента, которые скреплены стальными кольцами и двумя стальными трубками 13, образуюшими

стенки форкамеры. Фланцевые соединения корпуса, подогреваемые с рабочей частью трубы 14 и с крышкой Я уплотнены прокладками из отожженной меди.

Рабочий газ подводится во внешнюю спираль нагревательного элемента, к которому подведено напряжение, регулируемое в зависимости от расхода и желаемой степени нагрева газа. Протекая внутри трубки, газ нагревается и вытекает из нагревательного элемента в форкамеру со скоростью, которая может возрастать до звуковой. Поток газа, вытекаюший из нагревательного элемента, тормозится сетками форкамеры и на некотором расстоянии (около 50 мм) от последней по потоку сетки скорость его становится постоянной по сечению форкамеры. Из форкамеры газ поступает в сопло и далее в рабочую часть вакуумной аэродинамической трубы.

Предмет изобретения

Электроподогреватель рабочего газа для вакуумных аэродинамических труб, содержаш;ий трубчатый нагревательный элемент, навитый на керамические трубы, и тепловую изоляцию, отличающийся тем, что, с целью увеличения эффективности и уменьшения тепловой инерционности, в нем нагревательный элемент выполнен в виде двух коицентрично расположенных цилиндрических спиралей с правым и левым ходом витков, а в качестве тепловой изоляции применены экраны, выполненные из металлических листов, при

этом в цилиндрической полости, образованной внутренней спиралью, установлены выравниваюш,ие поток газа сетки, скрепленные металлическими (например, стальными) кольцами и трубами, образуюш,ими стенки форкамеры

аэродинамической трубы.