热流传感器传热特性电弧风洞实验及数值模拟

高超声速飞行器面临剧烈的气动加热环境, 电弧风洞是飞行器防热材料地面考核筛选的主力设备。热流密度是电弧风洞重要的模拟参数之一, 需要进行准确有效的测量。针对电弧风洞气流环境特点, 开展传统塞式量热计和新型同轴热电偶的对比测热试验, 并采用数值模拟对两种热流传感器的传热特性进行了分析。在电弧风洞平板自由射流试验热流密度分布在0~1 100 kW/m2范围内, 同轴热电偶的热流密度测试试验结果相对塞式量热计偏低10%~15%。数值模拟结果表明, 塞式量热计本身结构热物性参数不匹配会导致热流密度测量数值偏高至少10%, 而同轴热电偶测量数值偏高最大仅为2.19%, 相对塞式量热计具备更高的测量精度。同时, 电弧风洞中不同材质热流密度测试模型使用同轴热电偶进行测热试验时, 需要在同轴热电偶同模型之间增加适当厚度的不锈钢套以满足传感器周围环境的热匹配。      

PEMFC阳极扩散层表面温度和热流密度联测

质子交换膜燃料电池内部温度及热流密度对电池性能和寿命等有重要影响。为实时监测电池内部的温度和热流密度,本文利用真空蒸发镀膜技术自制了薄膜传感器,并将传感器置于质子交换膜燃料电池阳极侧,同步在线测量了燃料电池在不同气体流量下温度及热流密度随电流密度变化规律。结果表明,燃料电池运行过程中,内部温度和热流密度随电流密度增大而升高,高电流密度工作时温升更明显。电流密度较小时,加热棒对电池内部温度影响显著。随着电流密度增加,电化学反应产热作为主要热源,对电池内部温度影响逐渐占据主导作用。     

热强度试验中热电偶调理模块的设计与应用

热强度试验现场环境复杂,会对热电偶、热流等微弱电压信号产生较大电磁干扰,影响测量精度甚至控制信号精度。本文描述了热电偶调理模块的设计,对小信号进行隔离放大,有效抑制热强度试验存在的干扰,提高了系统的精度。     

应用Duhamel定理确定固体界面上的瞬时热流密度

一、前言 在许多工程实际问题中,常常需要确定固体界面上的瞬时热流密度。由于直接测量十分困难,一般通过测量物体内部某些点的局部温度来推算界面热流密度。这类问题称为导热反问题。但是求解反问题时,总是利用衰减后的数值来计算边界上的热流密度,加上测点位置的误差,计算精度较差。利用高灵敏度微型表面热电偶测出的界面温度直接     

基于封装结构温度传感器响应时间的分析

热电阻与热电偶是常用的测温元件。测量瞬态高温时,由于传感器自身的热惯性,测量结果与真实结果之间存在很大的动态误差,减小动态误差有重要意义。文中主要分析了热电阻与热电偶温度传感器的测温原理,以及封装结构对温度传感器响应时间的影响,并建立裸露敏感元件热传导温度的数学模型,从理论上分析影响温度传感器响应时间的主要因素,并对其加以改进达到实验所需要求。     

层流高温部分电离气体射流热流密度分布动态测量与分析

采用表面中心位置装有铜探头的平板,对射入大气环境的层流纯氩高温部分电离气体射流冲击平板的热流密度进行了动态测量,分析了测量条件对热流密度及其分布特性测量结果的影响。同时,研制了嵌有铜探头的小尺寸杆状热流探针,在小扰动条件下测量了射流的热流密度分布。结果显示层流等离子体射流具有稳定的能流密度,探针的移动速度对射流中心区域的热流密度测量结果影响很大。     

自制热电堆型热流仪在节能效果评价中的应用

用自制热流测量仪对某建筑保温材料的节能效果、办公室散热情况、人体表面散热速度进行了现场测试和误差分析,实验结果表明:该方法测量微小热流密度,简单易行,测试精度高,能准确地反映对象的热能损失情况,其测试误差主要来源于仪器误差、传感器热阻、接触状态以及响应时间。     

燃气轮机叶片叶尖间隙光纤测量系统设计

燃气轮机转子叶尖间隙对发动机性能有重要影响,为实现其精密测量,首先,根据光纤对光强耦合原理得到了双圈同轴光纤束的光强调制特性函数;接着,分析了倾角变化对反射式光纤位移传感器测量特性的影响;然后,完成了间隙测量系统设计;最后,通过静态测量实验和不同转速下的动态测量实验验证了所设计系统的性能;实验结果表明:所设计传感器线性测量范围为2 mm,测量系统动态性能较好。     

微波同轴腔介质厚度测量理论分析

汽轮机动静叶片处的水膜、风机桨叶上的冰层等介质厚度的在线准确监测,对电力工业的安全生产具有重要的指导意义。采用微波开式同轴谐振腔作为介质厚度测量传感器,建立了介质厚度测量数学模型,根据谐振腔等效电路,推导了介质厚度的测量关系式。分别设计了用于水膜、冰层厚度测量的传感器。结果表明,随着介质厚度增加,谐振腔的谐振频率减小,衰减增大,且随着谐振腔的基准谐振频率变大,谐振腔的厚度测量分辨力提高。水膜、冰层厚度测量传感器的测量范围分别为0~1 mm、0~10 mm,测量精度较高,结构简单,易于布置,可实现在线监测。微波同轴腔在线测量介质厚度是可行的。     

超急速温升沸腾热流密度研究

本文以不干涉测温系统的激光为热源,以高响应、高测量精度的铂薄膜电阻为测温元件和加热元件,从而保证了研究丙酮液体在超急速温升条件下的沸腾热流密度时瞬态测量的精确性。利用显微镜和数码相机对沸腾过程进行照相,计算了丙酮液池的温度场、热流密度及其蒸汽量,得出了沸腾曲线,发现了过冷沸腾中汽泡并不淹没的现象。