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题名高温环境下红外热像仪热防护系统的设计与优化
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作者
席志远
施海亮
曹家升
孙熊伟
王先华
王济乐
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机构
安徽大学物质科学与信息技术研究院
中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室
广东中烟工业有限责任公司湛江卷烟厂制丝车间
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出处
《红外与激光工程》
北大核心
2025年第7期110-121,共12页
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基金
喷雾粒径与烟片加料均匀性量化关联分析研究项目(E43Y0J23)。
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文摘
针对高温高湿工业环境中红外热像仪的热防护需求,文中提出一种融合被动隔热与主动对流换热的热防护结构。通过采用低热导率聚四氟乙烯作为外壳材料,结合优化设计的圆形散流器(导叶角度θ=55°、扩散圆直径D1=40 mm、导叶长度L=10 mm),显著增强结构内部对流换热性能。基于计算流体力学模拟(CFD)与实验验证,优化后结构对流传热系数提升至78.07 W·m^(-2)·K^(-1),热像仪表面最高温度由42.6℃降至33.75℃,并提升了温度分布均匀性。模拟了在夏季最高气温38℃条件下,热像仪温度稳定于42.35℃,满足多种室温条件下的运行要求。实验结果与数值模拟结果有较高的一致性,二者最大相对误差为5.92%。研究结果表明,该结构通过协同优化材料热特性与流场分布,有效解决了高温密闭环境中光学仪器的热防护难题,为红外热像仪在高温工业场景的应用提供了重要技术支持,同时也为类似设备的热防护设计提供了借鉴思路。
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关键词
热防护
红外热像仪
散流器
强迫空气对流换热
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Keywords
thermal protection
infrared thermal imager
diffusers
forced air convection heat transfer
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分类号
TB69
[一般工业技术—制冷工程]
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