燃烧火球热流密度测量

稠化三乙基铝燃烧火球是一种燃烧杀伤方式。热流密度是评价该燃烧火球杀伤威力的主要参数,研究和评价燃烧火球的杀伤威力,必须实测燃烧火球的热流密度参数。本文重点介绍采用HFD-1型热流密度多点动态测试仪对燃烧火球距爆心各距离的热流密度的测量,获得了燃烧火球有效杀伤半径的范围,为其性能评价提供了有效手段。     

热容式热流密度传感器的研制及应用

为获取爆炸场热流密度及爆炸热源温度、热阻等数据,基于热容式热流密度传感器的测量原理,研究传感器的制作工艺,分析影响该传感器测量不确定度的因素。结合被测对象的作用特征,通过传感器结构优化设计提高传感器强度、量程及响应速度,控制传感器测量不确定度并使之满足项目要求。研制的传感器在密闭爆炸场、火箭发动机尾焰热流密度测量等领域展开应用。使用不同热阻的热容式热流密度传感器同时测量,联立方程可求解出爆炸场热源温度、内阻等关键参数。研究传感器具有具备响应速度快、测量上限高、成本低廉、易于安装等特点,适用于爆炸场热流密度测量。获取的数据可为弹药设计及毁伤威力评估提供数据支持。     

周期性热流下受限阵列射流沸腾特性的实验研究

以去离子水为工质对恒热流和周期性热流加热下的受限式阵列射流进行了沸腾特性实验,获得了加热面温度分布、沸腾可视化图像以及测试段出口压力波动等数据,综合分析发现:(1)恒热流密度单相换热时,射流对冲区的温度高于滞止区的温度,温差随着热流密度的增加而变大,当对冲区出现稳定沸腾后,温差逐渐减小,并且出现滞止区温度超过对冲区的情况;(2)沸腾时测试段出口压力的频谱分布与气泡在表面的周期性生长和湮灭相对应;(3)周期热流密度时,在高占空比、低频下,沸腾能较快接近稳定沸腾,而在小占空比、高频率下,沸腾无法达到恒热流密度时的沸腾剧烈程度,当热流密度在沸腾起始热流密度附近时,加热结束时对冲区的温度相比于恒热流密度时有较大幅度的增加。     

一种基于反问题算法的管道壁面热流密度测量技术

为了解决目前传统测量方法中无法准确计量热流密度的问题，在已知管道内沿层流的几处不同点的测温数据的基础上，建立了热流密度计量的反问题数学模型，采用共轭梯度法，给出了简明的热流测量步骤。数值实验表明，在存在较大温度测量误差的情况下，这种方法仍具有较高的计量精度。     

碳素复合材料电热元件辐射热流密度分布的模拟研究

建立碳素复合材料电热元件的辐射热流密度分布模型,利用MATLAB软件进行数值计算和可视化分析.结果表明,元件辐射热流密度随碳素复合材料发射率增大而增大,热流密度的不均匀度提高.元件辐射热流密度随石英发射率的增加而增大,热流密度不均匀度随之提高,随石英外半径增加,元件辐射热流密度先有所提高,在设定初始条件下,当外径>0....     

饱和液氮中临界热流密度和最小膜态沸腾热流密度的实验研究

用直径为５０ｍｍ、厚度分别为１２，２０，３０ｍｍ的铜平板在液氮中进行了不同热面方位角（热面水平向下为０°，热面垂直为９０°）的淬冷沸腾实验研究。方位角对临界热流密度、最小膜态沸腾热流密度及其壁面过热度的影响较大。在一定的方位角下，临界热流密度随平板厚度的增加而增加，但厚度达到一定大小时，其值与厚度无关。最小膜态沸腾热流密度与厚度呈离散关系。平板厚度对临界沸腾密度和最小膜态沸腾热流密度所对应的表面过热度的影响较小     

一种标准热流发生器的设计及性能

热流密度是一个难以准确测量的量,由不同标定装置所标定出的热流计测出的值相差甚远,甚至同样标定出来的热流计,不同的操作者所测出的结果可相差20％左右。可见制定一整套对热流计的检定传递装置并将之规范化无疑对这一量值的准确测定,充分利用并节约热能资源有着重要的意义。中国计量科学研究院和上海机械学院共同研制的标准热流检定装置是一种设计较为新颖的装置,作为这种热流源     

固体和液体密度统一基准的研究

介绍国内外固体和液体密度统一基准技术现状,讨论建立密度(固体)基准的测量原理及密度基准测量不确定度进行分析.     

固体和液体密度统一基准的研究

介绍国内外固体和液体密度统一基准技术现状 ,讨论建立密度 (固体 )基准的测量原理及技术关键 ,并对密度基准测量不确定度进行分析。     

基于液体静力称量法的纯水密度测量

分析了液体静力称量法测量密度的原理和体积测量中纯水密度的特性公式,推导了由己知密度的固体标准来测量液体密度的计算公式。利用固体密度基准量传装置,通过静力称量法为固体密度标准硅球赋值,其相对测量不确定度3×10^-6(k=2)。在20℃时利用高精度液体密度测量装置,通过静力称量法将固体标准(硅球)密度传递至纯水密度,与Tanaka模型比对,E_n值为0.059,比对结果等效。实验结果不仅验证了高精度液体密度测量装置,还验证了20℃纯水密度模型的理论值。     

加热方位对流动沸腾临界热流密度影响

为了研究重力场对流动沸腾临界热流密度的影响,搭建了两相沸腾换热实验系统。以蒸馏水为工质,采用单侧加热的窄缝通道,通过改变质量流速、入口过冷度和重力场与加热方位的夹角,考察不同加热方位临界热流密度特性和实验段流阻特性。分析了质量流速、入口过冷度、加热方位对流动沸腾临界热流密度的影响,并将实验数据与Ivey-Morris模型、Sudo模型和Wojtan模型的计算值进行了验证对比。结果表明:加热面呈0°放置时的临界热流密度最大,呈180°放置时最小,质量流速和入口过冷度的增大会加大临界热流密度。Sudo模型对本实验条件不适用;Ivey-Morris模型和Wojtan模型在加热面呈0°放置时与实验值符合情况良好,相对误差约在30%以内,其他加热方位时,计算值均大于实验值。     

碳纤维电热元件配置及其辐射热流密度分布的模拟研究

建立了多支碳纤维电热元件的辐射热流密度分布的数学模型,基于MATLAB软件求解并研究了不同元件排布及功率配置对其辐射热流分布性质的影响。结果表明,不同元件间距及辐射受热距离综合影响着辐射热流密度的均匀性,辐射均匀性随元件间距的增加而降低,随辐射距离的增加而提高。适宜的功率配置对优化辐射热流密度的均匀性具有积极作用。实验条件下,模拟表明,当元件间距s为15cm,辐射受热距离为12cm,功率配置为1000W-600W-1000W时,辐射热流密度基本呈"拱形"状分布。     

三维瞬态方形管流的热流固耦合数值模拟

以主动冷却发动机壁板为模型,考虑受均匀热流载荷作用下方形管在流体冷却过程中的共轭传热问题,建立了防热涂层、固体管道和冷却液的三维耦合模型。利用数值离散方法进行了瞬态热流固耦合分析,得到了固体结构和流场的瞬态温度场、界面热流及结构应力分布规律。结果表明:在冷却液的作用下结构温度能达到稳定值,但油冷情况下稳态温度值高于水冷情况;在流固界面处温度沿流向逐渐上升,且壁面热流分布在界面上下表面处随时间变化情况不同,在结构边角处出现较大的应力集中。     

近临界热流密度区域低温液体活化核心密度预测

采用厚液层蒸发传热模型,对近临界热流密度区域活化核心密度进行预测.计算结果显示在离临界热流密度点相对较远的区域出现的线性规律与前人的发现具有很好的一致性,验证了所用方法的可行性;而在无量纲过热度约为0.89时,活化核心密度出现最大值,之后活化核心密度随过热度增大呈现下降趋势,将其归因为临界热流密度点附近的热条件、流动条件及活化核心重叠等因素对活化核心的抑制作用.     

水平细通道内CO_2流动沸腾换热流态特性实验研究

本文对水平细通道内CO_2流动沸腾换热过程中流态及其转变特性进行理论分析和可视化实验研究。根据可视化实验结果,更新了CO_2在低蒸发温度下的理论流动状态预测模型。实验工况为:热流密度(7. 5～30 k W/m2)、质量流率(50～600kg/(m2·s))、饱和温度(-40～0℃)、干度(0～1)、内径(1. 5 mm)。理论分析表明:质量流率对换热过程中经历的流态形式有决定性作用,热流密度对环状流-干涸区域、干涸区域-雾状流边界转变曲线影响较大,饱和温度对流态转变具有重要影响。可视化研究表明:基于理论流态图对于CO_2在细通道内流动沸腾换热的流态能够较好的预测,也能反映不同工况下流态的变化趋势,但理论流态图对干涸区域和雾状流区域预测偏差较大;在实验数据的基础上,增加了液气黏度比的无量纲因子,并提出一种新的临界热流密度预测模型。在考虑质量流率和热流密度影响的情况下,根据更新后临界热流密度预测模型和实验数据,引入沸腾数Bo对理论流态图中环状流-干涸区域、干涸区域-雾状流及间歇流/弹状流-环状流边界转变曲线进行了更新,可视化研究获得的流态数据中89. 4%符合更新后的CO_2理论流态预测模型。     

大量程热流传感器标定方法研究

本文在分析测量大量程热流用的传感器工作原理的基础上,研究了用于大量程热流标定的两种方法,即高温黑体辐射法和激光热流源法,分别介绍了这两种方法产生大热流设备的基本组成,并给出了标定的具体过程,对两种方法进行了对比,为大量程热流传感器的标定提供了依据。     

非均匀热流下细小通道内相变微胶囊悬浮液传热特性

相变微胶囊悬浮液(MEPCMS)作为一种新型功能性热流体，在热管理、储能等诸多领域极具发展潜力。本文采用离散相模型(DPM)研究非均匀热流下细小水平矩形通道内MEPCMS的传热特性。结果表明：悬浮液中颗粒相变能够强化传热，在热流密度分布为9-5-5 W/cm²、进口流速为0.40 m/s、质量分数为10%时，悬浮液最高能够使壁面和流体温升分别降低8.79%和15.14%。热泳作用使颗粒在流动过程中会向低温区域迁移。与均匀热流条件相比，局部热流的分布会影响该区域及后边区域的传热特性。随着进口流速和质量分数提高，流体对壁面的冷却效果增强，同时进出口压降增加。     

电容薄膜规的热流逸效应修正

介绍了电容薄膜规的国外研究概况、热流逸现象对真空测量的影响。并分析了实验结果与经验公式之间所存在的差异,说明了减少热流逸效应的方法。     

基于COMSOL的铁磁性材料密度数值模拟

非接触式磁力悬浮法是固体密度测量准确度较高的一种方法。基于COMSOL Multiphysics模拟微小密度差异的磁铁沿铜管中心轴线自由下落,分析磁场感应涡流产生的阻尼力,通过磁场(MF)和固体力学(SOLID)物理场耦合在Global ODEs and DAEs(ge)下稳态和瞬态的仿真,得到磁铁运动速度与密度的数值关系。为今后固体密度精密测量提供参考方向。     

湍流导管内不同塞式量热计热流测量对比及分析

对电弧风洞中超音速湍流导管壁面上3种不同塞式量热计热流测量比较。3种不同结构的量热计分别为带绝热套的铜塞、测热端与校测件点接触的铜塞和测热端与校测件无接触的铜塞（测热端与校测试片的壁面有0.4 mm的缝隙）,均匀分布在长、宽分别为100 mm、100 mm的试片上进行冷壁热流测量。结果表明：在低压、低冷壁热流条件下3种量热计测量结果较一致;而在高压、高冷壁热流条件下测热端与校测件有缝隙的铜塞测量值最大,带绝热套的铜塞的冷壁热流测量值居中,而与壁面接触的铜塞测量值最小;随着导管内压力的减小,与测试件有缝隙的铜塞与带绝热套的铜塞热流测量值逐步接近。