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高超声速飞行器热流密度/分层温度/碳化层研究 被引量：5
1
作者 杨凯威 张杨 +1 位作者 梁欢 张利嵩 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2018年第3期33-39,共7页
受试验设备能力限制,地面风洞无法完全模拟高超声速飞行器临近空间热环境。文章采用在飞行器表面开孔安装长时耐高温热流传感器直接测量热流密度的方法,国内首次获得Ma12以上高超声速飞行器表面热流密度时变数据和边界层转捩特征。实测... 受试验设备能力限制,地面风洞无法完全模拟高超声速飞行器临近空间热环境。文章采用在飞行器表面开孔安装长时耐高温热流传感器直接测量热流密度的方法,国内首次获得Ma12以上高超声速飞行器表面热流密度时变数据和边界层转捩特征。实测热流值与理论预示值规律相同,两者偏差小于20%。针对树脂基材料导热微分方程中虽考虑了热解吸热项,但未考虑导热系数随温度变化情况,采用在树脂基材料导热微分方程中加入物性参数随温度变化项的方法,计算了飞行器热防护结构内部分层温度和碳化层厚度,并与实测结果进行了比较,不考虑树脂热解特性和材料物性参数随温度变化,理论值高于实测值,最大偏差275~320℃;考虑热解特性和物性参数随温度变化情况,计算值与实测值最大偏差小于70℃。 展开更多
关键词 再入飞行器 实测热流密度 转捩特征 分层温度 碳化层厚度
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高温燃气流超声速风洞扩压器热防护设计 被引量：9
2
作者 田宁 齐斌 +1 位作者 邹样辉 刘召军 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期1129-1134,共6页
为实现高热流环境下高温燃气流超声速风洞系统的重复使用,采用数值方法对扩压器热环境进行了分析,采用沸腾换热方法对扩压器进行了热防护设计,并通过试验验证了沸腾换热理论应用的可行性。结果表明,沸腾换热在水流速2 m/s的情况下可实... 为实现高热流环境下高温燃气流超声速风洞系统的重复使用,采用数值方法对扩压器热环境进行了分析,采用沸腾换热方法对扩压器进行了热防护设计,并通过试验验证了沸腾换热理论应用的可行性。结果表明,沸腾换热在水流速2 m/s的情况下可实现热流2 MW/m2的热防护,应用沸腾换热可以有效降低设计难度,在较低的速度和压力损失下达到更好的换热效果。 展开更多
关键词 沸腾换热 扩压器 燃气流 风洞
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防隔热试验用平板型石英灯加热器热环境分析 被引量：16
3
作者 夏吝时 齐斌 +1 位作者 张昕 邹样辉 《红外技术》 CSCD 北大核心 2016年第7期617-621,共5页
本文采用Monte-Carlo法(MCM),对用于防/隔热材料筛选或性能考核试验的平板型石英灯加热器热环境(辐射特性)进行了分析。重点对石英灯加热器中水冷反光板面积、水冷反光板与灯阵间距离、热源疏密程度、热源阵列与材料受热面间距等因素对... 本文采用Monte-Carlo法(MCM),对用于防/隔热材料筛选或性能考核试验的平板型石英灯加热器热环境(辐射特性)进行了分析。重点对石英灯加热器中水冷反光板面积、水冷反光板与灯阵间距离、热源疏密程度、热源阵列与材料受热面间距等因素对辐射热场中典型隔热材料受热表面温度分布均匀性和热流密度进行了模拟计算。 展开更多
关键词 防隔热材料 蒙特卡罗法 石英灯加热器 温度分布
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小尺寸高温透波盖板双温区边界隔热性能试验研究 被引量：3
4
作者 夏吝时 齐斌 +2 位作者 田宁 曹宇清 徐秀明 《航天器环境工程》 2015年第2期196-200,共5页
针对小尺寸高温透波盖板迎风面和上表面需同时满足不同热环境的要求,研究使用一组红外辐射加热试验设备,同时进行双温区边界条件下的非线性气动加热环境等效模拟试验。在辐射换热条件下,考虑试件结构导热及周围介质换热影响,采用数值模... 针对小尺寸高温透波盖板迎风面和上表面需同时满足不同热环境的要求,研究使用一组红外辐射加热试验设备,同时进行双温区边界条件下的非线性气动加热环境等效模拟试验。在辐射换热条件下,考虑试件结构导热及周围介质换热影响,采用数值模拟方法对试验方案进行可行性分析。参照计算结果,使用石英灯高温辐射加热设备,对试件进行隔热性能考核试验,完成了双温区边界条件下的热环境加载试验。试验数据与数值模拟结果吻合度较好,验证了数值模拟方法的可信性和有效性。 展开更多
关键词 高温透波 小尺寸盖板 双温区 隔热性能 试验研究
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石英灯电热特性建模分析及测试方法研究 被引量：9
5
作者 夏吝时 齐斌 +2 位作者 田宁 曹宇清 李红亮 《红外技术》 CSCD 北大核心 2015年第10期877-882,共6页
石英灯作为红外辐射式热环境模拟试验系统的加热元件,在各类飞行器地面防隔热试验和结构热试验中已得到广泛应用。针对直接影响高温辐射试验能力的热源(即石英灯)的电热特性进行了分析。建立了热源计算模型并对4种不同灯管进行了计算和... 石英灯作为红外辐射式热环境模拟试验系统的加热元件,在各类飞行器地面防隔热试验和结构热试验中已得到广泛应用。针对直接影响高温辐射试验能力的热源(即石英灯)的电热特性进行了分析。建立了热源计算模型并对4种不同灯管进行了计算和修正,所得结果与实测值间的最大相对误差小于4%。通过试验对热源在额定工况下的实际发射率进行了测量,结果表明,发射率随温度升高时的最大变化量为4.5%。对灯丝进行红外测温时可以忽略背景温度对测温精度的影响。实测系统热源温度上限可由2278℃提升至3180℃。本研究建立的模型和方法可为后续红外辐射式地面热环境模拟试验方案的优化和试验结果的预测提供可靠的技术支撑。 展开更多
关键词 石英灯 电热特性 高温辐射 建模与测试 发射率
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高温风洞收集口喷水降温数值仿真研究 被引量：5
6
作者 姜一通 张利嵩 +2 位作者 邹样辉 田宁 李彦良 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期702-708,共7页
针对高温风洞中扩压器前段壁面防热问题,提出对高温气流外缘喷水降温的方法。通过在收集器入口与喷管出口间安装喷水环,利用液态水汽化吸热对高温气流进行降温,使扩压器壁面形成低温保护层。为了解该方法降温效果,本文利用DPM、组分输... 针对高温风洞中扩压器前段壁面防热问题,提出对高温气流外缘喷水降温的方法。通过在收集器入口与喷管出口间安装喷水环,利用液态水汽化吸热对高温气流进行降温,使扩压器壁面形成低温保护层。为了解该方法降温效果,本文利用DPM、组分输运等模型的耦合建立了超声速两相流CFD模型,对向超声速热气流喷水进行降温的过程进行了数值计算,计算结果表明,扩压器启动后有显著的降温保护效果。同时,为探索风洞排气背压和喷水量对风洞流场和壁面降温效果的影响,通过计算得出了变排气背压、变喷水量与降温效果之间的关系,为高温风洞收集口喷水降温装置的优化设计提供了参考。 展开更多
关键词 高温风洞 扩压器 喷水 降温 两相流 数值仿真
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金属尖化前缘模型主动式热疏导性能试验研究 被引量：4
7
作者 夏吝时 杨凯威 +3 位作者 孔维宣 景昭 邹样辉 杨驰 《装备环境工程》 CAS 2017年第10期82-86,共5页
目的为了更好地解决高超声速飞行器舵、翼前缘及头锥等气动热环境恶劣区域的热防护问题。方法采用主动式热疏导技术,以高温液态合金为工质,设计并制作具有主动式热疏导功能的尖化前缘金属试验模型(R=5 mm)。根据模型外尺寸设计加工一套... 目的为了更好地解决高超声速飞行器舵、翼前缘及头锥等气动热环境恶劣区域的热防护问题。方法采用主动式热疏导技术,以高温液态合金为工质,设计并制作具有主动式热疏导功能的尖化前缘金属试验模型(R=5 mm)。根据模型外尺寸设计加工一套石英灯仿形加热器和热流测试模型,开展地面热环境模拟试验。结果试件在前缘中心温度530℃左右时具有瞬态启动特性。前缘中心和大面积中心最大辐射热流密度分别为1000 kw/m^2和580 kw/m^2,试件在该环境中长时间受热状态下仍具有较好的热疏导能力。试验后试件无工质泄漏和结构破坏,具有一定的可重复使用性。结论可以此热疏导方式结合现有成熟热防护技术进一步开展工程设计与应用。 展开更多
关键词 主动式热疏导 高温液态合金 尖化前缘 仿形加热器
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沸腾换热在水卡式大热流传感器研制中的应用
8
作者 田宁 张凯 +1 位作者 李彦良 岳晖 《航天器环境工程》 2018年第2期178-183,共6页
为了实现MW级热流环境的长时间稳态测量,研制了一种新型结构的水卡式大热流传感器。该传感器采用U型水冷通道结构,基于沸腾换热理论进行换热设计,设计量程5~15 MW/m^2。在高温超声速燃气流试验台上进行了热流测试试验,实际测试量程3~25 ... 为了实现MW级热流环境的长时间稳态测量,研制了一种新型结构的水卡式大热流传感器。该传感器采用U型水冷通道结构,基于沸腾换热理论进行换热设计,设计量程5~15 MW/m^2。在高温超声速燃气流试验台上进行了热流测试试验,实际测试量程3~25 MW/m^2。沸腾换热理论的应用可以在较小的水流速下实现MW级热防护,大大降低了设计难度。新型结构传感器相对传统的中心冲击结构换热效率更高,可实现的量程范围更大。 展开更多
关键词 热流传感器 沸腾换热 水卡式热流计 燃气流 U型水冷通道
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平板式石英灯高温红外加热试验系统的研制与应用 被引量：3
9
作者 夏吝时 杨驰 +3 位作者 张凯 曹宇清 邹样辉 齐斌 《工业加热》 CAS 2017年第5期1-4,7,共5页
为了验证可重复使用运载器和长航时临近空间高超声速飞行器热防护系统所使用的材料与结构在较大总加热量条件下的隔热性能,对平板式石英灯加热器辐射热环境进行了理论分析。在此基础上设计并制造了一套用于飞行器热防护材料和结构隔热... 为了验证可重复使用运载器和长航时临近空间高超声速飞行器热防护系统所使用的材料与结构在较大总加热量条件下的隔热性能,对平板式石英灯加热器辐射热环境进行了理论分析。在此基础上设计并制造了一套用于飞行器热防护材料和结构隔热性能地面考核试验的热环境模拟设备,并搭建了配套能源和测控系统。利用该套试验系统开展了室温至800℃冷热交变载荷热环境模拟试验、50℃/s温升速率的弹道式连续变化热边界模拟试验、批量热环境加载试验、单热源条件下的多温区非线性气动热环境等效模拟试验等典型应用,验证了加热系统长时间运行的稳定性、热辐射区域较高的温度分布均匀性和测控系统的可靠性。说明该套试验系统能够满足多种类防隔热试验的实际需求。 展开更多
关键词 平板式 石英灯加热器 红外加热 热防护系统 防隔热试验
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PGE/Phenolic的动态热解对温度场计算的影响 被引量：2
10
作者 蒋凌澜 张利嵩 +1 位作者 匡松连 刘娜 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期16-20,41,共6页
通过建立材料动态热解情况下的非稳态导热微分方程,研究了PGE/Phenolic的动态热解对温度场计算的影响,并将理论计算值与地面试验的实测值进行了对比分析。结果表明,对PGE/Phenolic考虑动态热解能有效修正温度场计算的精度,使理论计算值... 通过建立材料动态热解情况下的非稳态导热微分方程,研究了PGE/Phenolic的动态热解对温度场计算的影响,并将理论计算值与地面试验的实测值进行了对比分析。结果表明,对PGE/Phenolic考虑动态热解能有效修正温度场计算的精度,使理论计算值与实测值更为接近。 展开更多
关键词 PGE PHENOLIC 动态热解 热传导 温度场计算
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