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题名基于微流道冷却的水卡式量热计结构优化与试验分析
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作者
文鹏
陈连忠
陈丁
陈智铭
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机构
中国航天空气动力技术研究院
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出处
《计量学报》
CSCD
北大核心
2024年第7期989-996,共8页
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文摘
高声速飞行器再入过程中面临严峻的气动加热环境,最高气流温度可达上万摄氏度,常用量热计在如此高的气流温度下,缺乏良好的热流测试性能和热负荷生存能力。为解决地面试验中高超声速飞行器模型表面高热流的连续、精准测量难题,研发了一种基于微流道冷却的新型水卡式量热计,其内部微型流道结构采用3D打印技术构建。通过数值仿真,确定了新型水卡式量热计的微流道尺寸与布局,与同一冷壁热流的传统水卡式量热计相比,其核心区域温升降低近50%,验证了微流道水卡式量热计在极端热环境下的测试能力和生存能力。电弧加热射流试验结果表明:微流道水卡式量热计可以同步测量压力、温度、热流数据,实现了高温流场参数的集成化辨识,并具有良好动态响应特性;最大热流测量值超过18 MW/m^(2),测量绝对偏差和平均偏差分别控制在3.44%与±1.72%以内。
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关键词
热学计量
微流道冷却
水卡式量热计
3D打印
电弧加热射流
集成化辨识
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Keywords
thermal metrology
micro-channel cooling
water calorimeter
3D printing
arc heated jet
integrated recognition
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分类号
TB94
[机械工程—测试计量技术及仪器]
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