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龙图腾网获悉西安交通大学申请的专利一种高温气体流动换热综合实验系统及实验方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116698910B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-06发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310676681.2，技术领域涉及：G01N25/20；该发明授权一种高温气体流动换热综合实验系统及实验方法是由章静;肖志凯;段子勉;李彬乾;王明军;巫英伟;苏光辉;田文喜;秋穗正设计研发完成，并于2023-06-08向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种高温气体流动换热综合实验系统及实验方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种高温气体流动换热综合实验系统及实验方法，该实验系统包括供气系统、供气调节测量系统、试验段预热系统、试验段系统、稳压系统、尾气处理系统。本发明利用氢气、氦气、氮气等气体作为实验工质，以高功率的电磁感应器加热元件，在多种不同工况下开展材料性质和失效试验，单通道、组件的流动换热的稳态和瞬态试验，完成变物性气体工质在高温、高热流密度条件下流经带内热源的元件通道传热机理研究。

本发明授权一种高温气体流动换热综合实验系统及实验方法在权利要求书中公布了：1.一种高温气体流动换热综合实验系统的实验方法，其特征在于：所述实验系统包括供气系统、供气调节测量系统、试验段预热系统、试验段系统、试验段稳压系统和尾气处理系统； 所述供气系统包括三条支路：由第一并联氮气瓶1组成的冷却供气支路，由并联氢气瓶2和并联氦气瓶3再并联组成的氢—氦供气支路，以及由第二并联氮气瓶4、空压机5和空气储气罐6组成的空—氮供气支路；其中冷却供气支路通过第一并联氮气瓶1向压力容器56提供氮气，排出其他气体杂质，维持压力容器56内的实际压力高于试验段59内的最高气压，防止实验气体外泄，并作为环境气体起到冷却作用；氢—氦供气支路与空—氮供气支路为试验段59提供稳定的高压气体工质； 所述供气调节测量系统包括三部分，冷却供气支路的调节测量系统由依次设置在第一并联氮气瓶1与压力容器56连接的管路上的第一减压阀7、第一截止阀12、第六截止阀17、第六流量计36、第七截止阀18、第一止回阀40和第一旋拧调节阀46组成；氢—氦供气支路的调节测量系统由依次设置在并联氢气瓶2后的第二减压阀8、第二截止阀13和并联氦气瓶3后的第三减压阀9、第三截止阀14以及氢—氦供气支路与试验段前端法兰55连接的管路上的第八截止阀19、第一压力传感器30、第二流量计37、第九截止阀20、第二止回阀41、第十截止阀21和第二旋拧调节阀47组成；空—氮供气支路的调节测量系统由依次设置在第二并联氮气瓶4后的第四减压阀10、第四截止阀15和空气储气罐6后的第五减压阀11、第五截止阀16以及空—氮供气支路与气体预热器54连接的管路上的第十一截止阀22、第二压力传感器31、第三流量计38、第十二截止阀23、第三止回阀42、截止阀第十三24和第三旋拧调节阀48组成；并联气瓶充有高压气体工质，减压阀将气体调整至实验所需参数，利用调节阀改变气体流量，气体流量由气体流量计测得； 所述试验段预热系统由气体预热器54与试验段前端法兰55以及依次设置在二者连接的管路上的第十四截止阀25、第四流量计39、第十五截止阀26、第四止回阀43、第十六截止阀27和第四旋拧调节阀49组成，其中气体预热器54进口和出口分别设置有第一热电偶50、第三压力传感器32和第二热电偶51、第四压力传感器33，用于测量气体预热器54进出口气体的温度和压力； 所述试验段系统由压力容器56、电磁感应加热器58、感应线圈液体冷却装置57、试验段59以及气体冷却长管61组成，试验段59置于压力容器56内，分别通过试验段前端法兰55、试验段后端法兰60与前后管路连接，电磁感应加热器58及感应线圈液体冷却装置57分别对试验段59进行加热与冷却，将试验段59套在电磁感应加热器58和感应线圈液体冷却装置57内部，并与试验段59之间填充有隔热材料；压力容器56上通过焊接方式设置有第三热电偶52、第五压力传感器34，用以监测压力容器内的温压变化； 所述试验段稳压系统由压力容器56与真空泵63连接管路上的第十七截止阀28、真空泵63、及真空泵63后的第十八截止阀29、第六止回阀45组成；实验开始前通过真空泵63将压力容器56抽真空，由冷却供气支路通过第一并联氮气瓶1向压力容器56提供氮气，调节真空泵63、第一并联氮气瓶1，维持压力容器56内的实际压力高于试验段内的最高气压，防止实验气体外泄，并通过真空泵63产生稳定气流，带走因试验件加热而外散的部分热量； 所述实验方法包括：进行氢气对钨管的腐蚀性耐久验证试验时，通过降低入口总压的方式，提高实际气体流速，保持气体温度在600～1000K，通过长期供给高速中温的气体验证钨基材料在高速氢气冲刷下的耐久性，具体包括以下步骤： 1实验开始前，检查实验系统阀门是否打开，仪器仪表的状态是否完好，供气系统气量是否充足； 2启动真空泵63，将压力容器56抽真空； 3通多次氮气，填充满压力容器56； 4调整真空泵63、第一并联氮气瓶1压力，维持压力容器56内压力稳定； 5打开氦气瓶3，向氢—氦供气支路内通入氦气，排空实验系统内空气； 6关闭氦气瓶3，打开氢气瓶2，向氢—氦供气支路通入预设时间的氢气，并校对第二流量计37示数，防止气体泄漏； 7在氢气未泄漏条件下，进行中低温实验，气体出口总温不超过800K，校对第二流量计37示数； 8逐渐提高电磁感应加热器58功率，重复步骤6，监测实验系统的稳定性； 9将电磁感应加热器58功率升高至指定功率，气体出口总温达到实验要求后，持续观察预设时间，待各项参数稳定后，开展氢气对试验段59的腐蚀性耐久验证试验； 10试验结束后，缓慢降低电磁感应加热器58功率，实现慢速降温，避免试验段59被破坏； 11电磁感应加热器58功率降为0后，持续通入氢气，带走实验系统余热； 12试验段59完全冷却后，打开氦气瓶3，持续通入氦气排出试验气体，重复多次后，关闭管路阀门，保持试验管道密闭； 13真空泵63开启，维持压力容器56常压状态； 14采集数据，完成后关闭采集箱电源； 进行空气对试验段59的腐蚀性耐久验证试验步骤如下： 1实验开始前，检查实验系统阀门是否打开，仪器仪表的状态是否完好，供气系统气量是否充足； 2启动真空泵63，将压力容器56抽真空； 3通多次氮气，填充满压力容器56； 4调整真空泵63、第一并联氮气瓶1压力，维持压力容器56内压力稳定； 5打开第二并联氮气瓶4，向空—氮供气支路内通入氮气，排空实验系统内空气； 6关闭第二并联氮气瓶4，打开空压机5，向空—氮供气支路通入预设时间的空气，并校对第三流量计38示数，防止气体泄漏； 7打开气体预热器54，将气体预热至600K，校对第四流量计39示数； 8逐渐提高电磁感应加热器58功率，功率升高至指定功率，气体出口总温达到实验要求后，持续观察预设时间，待各项参数稳定后，开展空气对试验段59的腐蚀性耐久验证试验； 9试验结束后，关闭气体预热器54，缓慢降低电磁感应加热器58功率，实现慢速降温，避免试验段59被破坏； 10电磁感应加热器58功率降为0后，持续通入空气，带走实验系统余热； 11试验段59完全冷却后，打开第一并联氮气瓶1，持续通入氮气排出试验气体，重复多次后，关闭管路阀门，保持试验管道密闭； 12真空泵63开启，维持压力容器56常压状态； 13采集数据，完成后关闭采集箱电源； 进行通道的流动换热试验时将试验段59的材质换成陶瓷型试验件，实验过程与空气对试验段59的腐蚀性耐久验证试验相同。

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