超高溫隔熱性能試驗裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及隔熱性能試驗技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種超高溫隔熱性能試驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前針對隔熱材料高溫隔熱性能的測試裝置可以分為如下幾類，一類是采用發(fā)熱體電加熱的平板隔熱性能測量裝置，主要采用碳化硅或二硅化鉬發(fā)熱體，最高溫度不超過1600°C，模擬溫度低，不能進(jìn)行超高溫隔熱性能測試；第二類隔熱性能測試裝置為輻照隔熱測試裝置，其中輻照光源主要為石英燈，另有少量裝置的光源為激光，此類裝置最大缺點為僅采用紅外輻照對樣品加熱，熱流密度相對較低，且測量環(huán)境多為開放式或半封閉式(樣品部分保溫)，樣品接受熱流升溫的同時也會向空間進(jìn)行自發(fā)輻射及與周圍空氣進(jìn)行對流傳熱，此類裝置難以模擬隔熱材料實際的應(yīng)用環(huán)境。第三類隔熱性能測試裝置加熱源為火焰，包括氧乙炔火焰及等離子焰(輕質(zhì)復(fù)合材料高溫隔熱性能，復(fù)合材料學(xué)報)，二者共同的特點是測試溫度較高，火焰溫度可達(dá)2000°C以上，其中等離子焰可達(dá)4000°C。由于火焰加熱產(chǎn)生大量廢氣，因此，此類裝置都為開放式。而且由于火焰直接對樣品進(jìn)行加熱，會對樣品產(chǎn)生氣流沖蝕作用。第四類為風(fēng)洞試驗裝置，此類裝置可以最大限度模擬導(dǎo)彈等高速飛行器的實際工況，但是該類設(shè)備建造及使用成本極高，測試周期長，適用于整機(jī)模擬測試，不適合常規(guī)的材料性能研宄。
[0003]綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)存在諸多問題，且尚無封閉式超高溫(2000°C以上)的隔熱性能測試裝置。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]有鑒于此，本實用新型實施例提供一種超高溫隔熱性能試驗裝置，主要目的是提供一種封閉環(huán)境下進(jìn)行超高溫隔熱性能測試，使測試最大限度模擬實際工作條件的試驗裝置。
[0005]為達(dá)到上述目的，本實用新型主要提供如下技術(shù)方案:
[0006]一方面，本實用新型實施例提供了一種超高溫隔熱性能試驗裝置，包括加熱爐，所述加熱爐包括下爐體和上爐體，其中
[0007]所述下爐體包括底座和設(shè)于底座上的底座保溫層，所述底座保溫層的頂部下凹形成試樣容置室；
[0008]所述上爐體包括爐殼、設(shè)于爐殼內(nèi)的電加熱體和設(shè)于電加熱體與爐殼之間的爐殼保溫層，所述爐殼上具有連通內(nèi)外的進(jìn)氣口和出氣口，所述進(jìn)氣口和出氣口上分別設(shè)有閥門；
[0009]所述上爐體與下爐體結(jié)合后，所述爐殼和底座結(jié)合形成密閉的爐腔，所述電加熱體與設(shè)于試樣頂面的導(dǎo)熱墊片相接觸，所述電加熱體通過導(dǎo)熱墊片與試樣實現(xiàn)接觸式熱傳導(dǎo)，所述爐殼保溫層與底座保溫層相接觸在所述試樣及電加熱體外側(cè)形成整體保溫層。
[0010]作為優(yōu)選，所述電加熱體為石墨電加熱體。
[0011]作為優(yōu)選，還包括:
[0012]試樣測溫單元，測量試樣熱面溫度及冷面溫度；
[0013]電加熱體測溫單元，測量電加熱體溫度。
[0014]作為優(yōu)選，所述試樣測溫單元包括熱電偶和與熱電偶連接用于對溫度信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換的信號轉(zhuǎn)換模塊；所述電加熱體測溫單元為設(shè)于爐殼上的紅外測溫傳感器。
[0015]作為優(yōu)選，還包括計算機(jī)控制單元，對試樣測溫單元獲取的試樣熱面溫度數(shù)據(jù)及冷面溫度數(shù)據(jù)和電加熱體測溫單元獲取的電加熱體溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換、存儲及分析，所述計算機(jī)控制單元還控制電加熱體的升溫速率及最終溫度。
[0016]作為優(yōu)選，所述底座的頂面具有環(huán)形連接槽，所述上爐體與下爐體結(jié)合時，所述爐殼的下端插入所述環(huán)形連接槽內(nèi)，所述爐殼與所述底座之間通過密封件密封。
[0017]作為優(yōu)選，還包括支架和可沿所述支架垂直運動的升降裝置，所述底座固定于所述支架上，所述爐殼與所述升降裝置連接，所述上爐體在所述升降裝置的帶動下與下爐體結(jié)合或分離。
[0018]作為優(yōu)選，所述爐殼和底座上分別具有冷卻水循環(huán)系統(tǒng)。
[0019]作為優(yōu)選，所述進(jìn)氣口和出氣口上分別設(shè)有手動閥門和電磁閥。
[0020]作為優(yōu)選，所述導(dǎo)熱墊片為絕緣體。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果在于:
[0022]本實用新型實施例提供的試驗裝置在封閉環(huán)境下進(jìn)行超高溫隔熱性能測試，可有效模擬高速飛行器發(fā)動機(jī)隔熱材料的使用工況，該裝置可以實現(xiàn)快速升降溫，縮短測試周期，具有操作方便、實用經(jīng)濟(jì)等特點。
【附圖說明】
[0023]圖1為本實用新型實施例的超高溫隔熱性能試驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為本實用新型實施例的加熱爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但不作為對本實用新型的限定。在下述說明中，不同的“一實施例”或“實施例”指的不一定是同一實施例。此夕卜，一或多個實施例中的特定特征、結(jié)構(gòu)、或特點可由任何合適形式組合。實施例中未盡之處均可采用現(xiàn)有技術(shù)。
[0026]圖1為本實用新型實施例的超高溫隔熱性能試驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型實施例的加熱爐的結(jié)構(gòu)示意圖。圖1中虛線表示電性連接如圖1和圖2所示，超高溫隔熱性能試驗裝置，包括加熱爐4，加熱爐4包括下爐體420和上爐體410，其中
[0027]下爐體420包括底座421和設(shè)于底座421上的底座保溫層422，底座保溫層422的頂部下凹形成試樣容置室423 ;
[0028]上爐體410包括爐殼411、設(shè)于爐殼411內(nèi)的電加熱體412和設(shè)于電加熱體412與爐殼411之間的爐殼保溫層413，爐殼411上具有連通內(nèi)外的進(jìn)氣口 414和出氣口 415，進(jìn)氣口 414和出氣口 415上分別設(shè)有閥門416、417 ；
[0029]上爐體410與下爐體420結(jié)合后，爐殼411和底座421結(jié)合形成密閉的爐腔，電加熱體412與設(shè)于試樣6頂面的導(dǎo)熱墊片7相接觸，電加熱體412通過導(dǎo)熱墊片7與試樣6實現(xiàn)接觸式熱傳導(dǎo)，爐殼保溫層413與底座保溫層422相接觸在試樣6及電加熱體412外側(cè)形成整體保溫層。
[0030]本實用新型實施例的試驗裝置采用電加熱體升溫，最高測試溫度可達(dá)2200°C，可以有效模擬高速飛行器發(fā)動機(jī)隔熱材料的使用工況；通過接觸式熱傳導(dǎo)保證熱傳導(dǎo)的熱流密度，試樣不會受到氣流沖蝕；在密閉空間內(nèi)進(jìn)行相關(guān)測試，并在發(fā)熱體及待測樣品周圍放置保溫層，以減少熱量向四周的空間散耗。
[0031]作為上述實施例的優(yōu)選，電加熱體412為石墨電加熱體。石墨電加熱體加熱溫度高，可達(dá)2200°C，并且性能穩(wěn)定，可以實現(xiàn)超高溫隔熱性能測試。電加熱體412通過引線418與爐體外的電源連接，引線418可以從適合的位置伸出自爐體。
[0032]作為上述實施例的優(yōu)選，本實施例的試驗裝置中還包括:
[0033]試樣測溫單元8，用于測量試樣6的熱面溫度及冷面溫度；
[0034]電加熱體測溫單元9，用于測量電加熱體412溫度。根據(jù)實測溫度與設(shè)定的升溫制度進(jìn)行比對，根據(jù)反饋調(diào)整電加熱體輸出功率，實現(xiàn)實測溫度與目標(biāo)溫度相吻合。。其中試樣測溫單元8包括熱電偶81和與熱電偶連接用于對溫度信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換的信號轉(zhuǎn)換模塊82 ;電加熱體測溫單元9為設(shè)于爐殼411上的紅外測溫傳感器。通過多組熱電偶81即可獲取試樣各個部分的溫度。為了便于熱電偶81與信號轉(zhuǎn)換模塊82連接，在底座上設(shè)置接線端子83用于多個熱電偶81與信號轉(zhuǎn)換模塊82連接。由于電加熱體412的溫度較高，所以采用紅外測溫方式更為適宜。紅外測溫傳感器通過石英玻璃