ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ ОМИЧЕСКИЙ НАГРЕВАТЕЛЬ Советский патент 1973 года по МПК G01M9/04 H05B3/02 

1

Изобретение относится к нагревательным установкам, в частности к нагревателям газа (преимущественно азота) для вакуумных и гинерзвуковых аэродинамических труб.

В аэродинамических трубах с большими гиперзвуковыми потоками рабочий газ необходимо подогревать до нескольких тысяч градусов во избежание его конденсации и значительных перепадов давлений между форкамерой и рабочей частью.

Известен нагреватель газа, состоящий из корпуса с системой подвода газа, нагревательных элементов из пористой токопроводящей металлокерамики с токоподводами в виде контактных шайб. В этом подогревателе газ нагревается при прохождении через поры нагревательного элемента. Вследствие развитой поверхности пор и турбулизации потока в них газ на выходе из пористой стенки имеет температуру, которая практически не отличается от температуры нагревательного элемента. Однако указанный нагреватель может работать только в одном температурном режиме.

Целью изобретения является расширение диапазона рабочих режимов нагревателя и повышение максимальной температуры потока на входе в сопло. Это достигается тем, что нагревательные элементы, выполненные в виде коаксиальных, электрически последовательно соединенных цилиндров, образующих между собой лабиринтную полость, сообщаются с форкамерой через сменную керамическую вставку со сквозными отверстиями, при сыеке которой изменяется маршрут прохождения нагреваемого газа через пористые нагревательные элементы.

На фиг. 1 показан предлагаемый нагреватель газа; на фиг. 2 - то же, узел 1 на фиг. 1.

Нагреватель газа состоит из силового корпуса 1, в котором размещены экраны 2, нагревательные элементы 3-о, выполненные из промышленных сортов графита и отделенные от форкамеры сменной керамической вставкой

Ь, керамической шайбы 7, на которую опирается нагревательный элемент, токовводов и и системы охлаждения 9.

При работе аэродинамической трубы с большими числами М потока (что соответствует высокой температуре потока в форкамере и малому значению расхода газа через нагреватель) в подогревателе устанавливается сменная вставка 6, у которой выполнено одно сквозное отверстие (см. фиг. 2), и рабочий газ проходит только через внутренний, имеющий наибольшую температуру нагревательный элемент 5. В случае работы трубы с меньшими числами М потока (требуются меньшие температуры потока, но большие величины расхода рабочего газа через сопло) устанавливается сменная вставка 6 с несколькими отверстиями (см. фиг. 1), и газ проходит одновременно через каждый нагревательный элемент 5-5, что обусловливает при тех же потерях давления увеличение расхода газа через нагреватель более, чем в три раза.

Смена вставки одним человеком с полным демоптажом нагревателя занимает 40 мин. Нагрев насадки осуществляется электрическим током, который подводится при помощи охлаждаемых водой токовводов 8. При длине нагревательных элементов 400 мм и наибольшем диаметре 40 мм получают максимальную температуру потока 2500-2700°К при расходе газа 0-10 г/сек и 2000-2500°К при расходе О-10 г/сек.

Предмет изобретения

Высокотемпературный омический нагреватель газа, например для гиперзвуковой аэродипамической трубы, содержащий корпус с системой подвода газа, нагревательные элементы из пористого токопроводящего материала, выполненные в форме полых, собранных коаксиально цилиндров, образующие между

собой лабиринтную полость, и форкамеру, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона рабочих режимов аэродинамической трубы, между лабиринтной полостью и форкамерой нагревателя установлена сменная

керамическая вставка со сквозными отверстиями, при смене которой изменяется маршрут прохождения нагреваемого газа через пористые нагревательные элементы.