散热型镁热法制备海绵钛的散热分析系统及散热分析方法

本发明公开了一种散热型镁热法制备海绵钛的散热分析系统及散热分析方法，包括有还原反应釜，还原反应釜的顶部设有盖板，还原反应釜外设有筒形加热器，筒形加热器与还原反应釜之间的间隙内通过下隔板和上隔板分隔出环形冷却区域，冷却区域两侧壁上设有第一非接触红外测温器和第二非接触红外测温器，冷却区域下部的筒形加热器上均布有冷空气入口，冷空气入口经导管连接有强制对流风机，导管上设有流量阀，其中一个冷空气入口内设有第一热线风速仪，所述冷却区域上部的筒形加热器上设有与冷空气入口对称的热空气出口，其中一个热空气出口内设有第二热线风速仪。本发明分析准确，检测得出的强制对流传热数据与自然对流处于同一水平，误差小。

1.一种散热型镁热法制备海绵钛的散热分析系统，其特征在于：包括有还原反应釜(2)，还原反应釜(2)的顶部设有盖板(3)，还原反应釜(2)外设有筒形加热器(1)，筒形加热器(1)与还原反应釜(2)之间有间隙，间隙内设有下隔板(4)和上隔板(5)，下隔板(4)和上隔板(5)之间形成环形冷却区域，冷却区域的还原反应釜(2)的外壁上设有第一非接触红外测温器(10)，冷却区域的筒形加热器(1)的内壁上设有第二非接触红外测温器(13)，冷却区域下部的筒形加热器(1)上均布有至少1个冷空气入口(6)，冷空气入口(6)经导管连接有强制对流风机(7)，导管上设有流量阀(8)，其中一个冷空气入口(6)内设有第一热线风速仪(11)，所述冷却区域上部的筒形加热器(1)上设有与冷空气入口(6)对称的热空气出口(9)，其中一个热空气出口(9)内设有第二热线风速仪(12)。
2.根据权利要求1所述的散热型镁热法制备海绵钛的散热分析系统，其特征在于：所述冷空气入口(6)共设有5-6个，均匀分布在筒形加热器(1)的筒壁上。
3.一种根据权利要求1所述的散热型镁热法制备海绵钛的散热分析系统的散热分析方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)在还原反应釜(2)中加入原料，盖上盖板(3)，启动筒形加热器(1)，使还原反应釜(2)内的原料开始还原反应；(2)待还原反应进行到2-3段时，启动强制对流风机(7)向冷却区域内注入冷空气，冷空气吸热后从热空气出口(9)流出，形成对流；(3)对流过程中，通过第一非接触红外测温器(10)和第二非接触红外测温器(13)分别检测还原反应釜(2)外壁和筒形加热器(1)内壁的温度，通过第一热线风速仪(11)和第二热线风速仪(12)分别检测冷空气入口(6)和热空气出口(9)的空气的温度和流速；(4)步骤(3)测得的结果通过Q＝c_pm(T_m-T_in)和Q＝Q₀+Q_i＝h₀A₀ΔT₀+h_iA_iΔT_i分别得出还原反应釜(2)外壁和筒形加热器(1)内壁的传热量Q，其中c_p为空气的比等压热容；m为空气的质量流量；h为综合传热系数；T_in为空气进口温度；ΔT为对数温差；T_m为平均质量温度，h₀还原反应器外表面综合传热系数，h_i还原加热炉内表面综合传热系数。
4.根据权利要求3所述的散热型镁热法制备海绵钛的散热分析系统的散热分析方法，其特征在于：所述对数温差ΔT中，T₀强制冷却阶段还原反应器外表面平均温度，T_i强制冷却阶段还原加热炉内表面平均温度。
5.根据权利要求3所述的散热型镁热法制备海绵钛的散热分析系统的散热分析方法，其特征在于：所述平均质量温度其中A_c为冷却区域的截面面积、ρ为空气的密度、u为空气的流速。