含端壁涡轮导叶红外测温的误差影响机理研究

由于涡轮叶片所处的工作环境复杂,受到壁面及燃气辐射干扰,导致测温十分困难。为进一步分析涡轮叶片表面在端壁影响下的温度分布情况,采用数值模拟结合自定义编程的方式进行了含端壁涡轮导叶的温度误差验证计算。利用自定义编程对经典同心球模型进行了角系数,有效辐射等可靠性验证计算,验证方法可靠。基于该方法进行了端壁与涡轮导叶各网格单元的角系数,叶片表面间的辐射换热计算,输出涡轮导叶的表面辐射特性分布,运用玻耳兹曼定律反推导出该工况涡轮导叶所受到的辐射能流分布情况;计算分析了不同误差影响机理下,含端壁的涡轮导叶温度误差分布情况,探明了热辐射环境下对叶片表面辐射特性的影响。结果表明：当进口黑体辐射温度在1 400～1 800 K之间,进口辐射强度是对叶片换热影响最大的因素;利用有效辐射和所计算的误差分布可知,进口辐射温度影响区域主要是叶片前缘区域,最大计算误差不超过2.82%;通过有效辐射及误差分布可见,出口黑体辐射温度的变化对于涡轮导叶的影响较小,受温度影响区域也主要为叶片前缘区域,最大计算误差不超过2.35%;叶片表面发射率与温度成正相关,当叶片表面发射率增大时,叶片表面温度随之均匀升高,在真实工况...     

用于涡轮叶片测温的LC无线传感器

涡轮叶片是航空发动机的核心部件,对其表面进行实时温度测量对于叶片结构设计和航空发动机健康诊断具有重要意义。然而涡轮叶片在高温、高压和高转速的复杂恶劣环境中工作,使用常规测温手段进行叶片温度测量极具挑战性。为了解决叶片表面测温难题,研制了一种基于叶片金属的电感-电容(LC)无线温度传感器,并研究了金属基底对不同金属电极LC无线温度传感器回波损耗和谐振频率的影响。研究结果表明,Ag电极的LC无线温度传感器对金属基底展现出较好的抗衰减特性。此外,叶片金属厚度对传感器的回波损耗影响极其微弱,而金属电极只是在小厚度范围内对传感器回波损耗产生影响,据此确定了最佳的无线传感器结构参数。同时,进一步采用丝网印刷技术在热障涂层上构筑了LC无线温度传感器,实验结果表明,该LC无线温度传感器的射频性能与仿真结果吻合良好,在40～450℃内的灵敏度为0.014 MHz/℃,具有良好的温度敏感特性。     

基于NUMECA的涡轮叶片气动优化方法研究

涡轮叶片的气动性能影响液体火箭发动机的总体性能。作为发动机改进设计中的一个重要环节，涡轮叶片气动优化设计的主要目的是进一步提高涡轮的工作效率。本文介绍了某型液体火箭发动机涡轮叶片参数化造型过程，在此基础上基于流场计算及设计优化软件NUMECA，开展了涡轮叶片的优化工作，最终使涡轮效率提高1．05个百分点。本文的研究为类似的优化工作提供了可资借鉴的优化措施。     

涡轮导向叶片热应力计算

某航空发动机在长时间试验中发生了涡轮导向叶片裂纹的故障。本文利用数值方法分析了叶片裂纹位置的应力,开展了对涡轮导向叶片和燃气的流固耦合计算,最终得到了叶片的热应力分布情况。计算结果表明叶片的裂纹是由于局部热应力过高引起的。     

涡轮叶片红外热波无损检测技术研究

涡轮叶片的造价昂贵,为了满足涡轮叶片缺陷检测中的安全性要求,提高检测效率,本文采用红外热波无损检测技术对航空涡轮叶片内部冷却风道的缺陷进行检测,该技术不同于传统的红外检测方法,它是通过主动控制激励热源和分析测量样件表面的温度场变化获得样件表面及内部的结构信息,从而达到检测目的的,提出了烘热激励法、冷热水交替喷流激励法、涡流激励法和蒸汽激励四种检测方案,所得图像表明该技术有其独特的先进性.     

航空发动机涡轮叶片裂纹红外热波无损检测研究

叶片裂纹是危害飞行安全的重要因素,即使微小裂纹都将对飞机造成无法挽回的后果,不仅危及人、机安全,也会造成巨大的经济损失。涡轮叶片采用的材料与一般得材料是不同的,在预算价格上也十分昂贵,因此,通常采用无损检测技术进行叶片裂纹的检测。本设计采用基于红外热波的无损检测技术来实现航空叶片裂纹的检测,通过图像处理技术对图像增强、锐化、边缘检测算法进行改进,大大提高了航空涡轮叶片裂纹的检测精度及速度,有效地避免了飞机事故造成的巨大损失,同时对军事效益和经济效益做出了重大贡献。     

分子泵真空系统与扩散泵真空系统

引言涡轮分子泵是一种利用高速旋转的涡轮叶片把动量传递给气体分子,使气体分子连续不断地从入口排出到出口的高真空泵。由涡轮叶片组件、电机、外壳和中频电源四部分组成。近十几年来,随着分子泵的生产技术(精密加工技术、动平衡调整技术、长寿命陶瓷轴承和磁悬浮轴承、固体中频电源)的发展,以及其应用技术的深入研究,大大提高了分子泵运行的可靠性,使之大规模走向工业生产应用领域。分子泵的应用领域遍及     

涡轮叶片的全息干涉振型分析

本文叙述了激光全息干涉时间平均法的测振原理、实验装置和试验方法，并对航空发动机压气机叶片和自由涡轮一级、二级叶片的振型进行了测量。试验结果表明过种方法用于测量叶片的复杂振型是十分可靠的。     

用He-Cd激光器检查涡轮机叶片缺陷

芝加哥Magnaflux公司研制成了一种激光系统，用于检查离开生产线的飞机喷气发动机涡轮压缩机叶片的缺陷。该系统被Pratt和Whitney公司购买以代替人工检查员。以前当叶片经过时，检查员用目视识别叶片上的缺陷。     

基于持续热激励红外检测的风机叶片腐蚀检测

由于海上风电机组检修较为困难,为防止海上风机叶片出现严重故障,提出基于持续热激励红外检测的海上风机叶片腐蚀检测研究,在叶片轻微腐蚀阶段实现腐蚀检测,避免叶片损坏对风机造成更大影响。分析海上风机叶片结构,针对该结构制定海上风机叶片腐蚀检测平台,在被测叶片的表面装置热激励源进行加热,并在叶片外部通过红外热像仪检测加热后的叶片表面温度场变化;采用热传导微分方程,求解持续热激励升温与降温阶段被测区域表面温场,获取叶片正常面与腐蚀面的热激励深度;通过有限元软件ABAQUS依据叶片三维模型,结合热传导微分方程,模拟被测叶片的温度场变化情况,获取叶片腐蚀模拟结果。经实验验证：该方法的红外热成像的测温范围较大,且测温精准度较高,在检测时不会受到检测距离的影响,依然保持较为清晰的检测结果,同时可根据检测得到的腐蚀面温度有效区分腐蚀严重程度。     

测温用黑体腔的理论研究

从理论上探讨并建立了测温用黑体模型，并从实验上验证了该模型。该模型从根本上解决了测温发射率的处理问题，为内燃机中实时测温打下了基础。     

环境温度对红外测温精度的影响及补偿方法研究

针对在线式红外测温仪的测温精度易受环境温度影响,导致测温误差增大的问题,提出一种基于环境温度的红外测温补偿方法,以减少测温误差.首先根据红外测温原理,搭建了红外测温实验平台,获取了不同环境温度下的测温数据;然后利用最小二乘法原理对提取的测温误差均值进行误差-环境温度的曲线拟合,得到了红外测温补偿模型;最后对其进行了实验验证.实验结果表明,使用该补偿模型对红外测温数据进行补偿,得到的红外测温值与真实目标温度值的最大相对误差为0.29％,说明提出的补偿方法降低了环境温度对红外测温的影响,有效提高了红外测温精度.     

一种可提高红外热像仪测温精度的算法

传统的红外热像仪测温算法具有测温精度低,测得的温度值不是目标物体的真实温度等缺点.从红外热像仪的测温原理入手,重点介绍了产生上述缺点的原因,并分析了黑体标定测温算法的不足之处.在此基础上提出了一种红外热像仪精确测温算法.通过在传统的黑体标定测温算法中引入差值查表标定、测温预处理和真实温度换算等环节,提高了热像仪的测温精...     

影响实用化实时测温系统测温精度的几个因素

基于Kirchhoff定律,利用半导体激光器及钽酸锂热释电探测器设计了一种实用化的实时测温系统,从待测目标表面的红外辐射特性、待测表面周围的其它辐射体、大气的透射特性以及测温系统本身这四个方面出发,对影响该系统测温精度的因素进行了详尽分析,并提出了提高测温精度的相应措施．实验结果表明,在测温范围673～1473K内,温度测量的不确定度在0．3％以内,符合设计要求。     

测温仪低温段的温度分辨力和测温灵敏度及对测温精度的影响

简要介绍了一种利用半导体发光器件作辅助测量光源、以InGaAs光电二极管作光电转换器件实现的发射率和温度测量仪（工作波长1．5μm、测温范围400℃至1100℃）,着重讨论了该仪器低温段的温度分辨力受被测温度、波长带宽、A／D转换电路的设计、探测器的灵敏元尺寸以及测温灵敏度等的影响。得到如下结论：（1）温度越低,则温度分辨力就越低、进而仪器的测温精度也越低。因此只要400℃时的温度分辨力符合要求,则测温范围内的其它测温点都符合要求;（2）波长带宽越窄,则仪器的温度分辨力越低、相应的测温精度也就越低。反之,则越高。但波长带宽越宽,则进入探测器的干扰光就越多,从而导致其测温精度也不高。综合考虑这些因素后,仪器选择△λ=20nm作为其工作波长的带宽。采用优化设计的仪器参数、尤其是采用高探测率的InGaAs光电二极管作探测器后,在整个测温范围内的测温精度都不低于0．2％,符合设计要求。     

一种实用化实时测温系统激光光源的最佳选择

基于Kirchhoff定律和测温系统的各主要技术参数(激光光源的能量、波长、探测器的灵敏元面积及光学系统的相对孔径等)与各主要技术指标(温度分辨力、温度灵敏度、相对温度灵敏度及测温精度)之间的关系．对利用激光并采用钽酸锂热释电探测器作光电转换器件的实用化实时测温系统的激光光源进行了优化选择．实验表明，在测温范围400℃-1200℃内，采用所选择的激光器作为该实时测温系统的激光光源，其测温精度均符合设计要求。     

反射辐射和探测器本身的辐射对实时测温系统测温精度的影响及其抑制

在介绍一种采用钽酸锂热释电探测器实现的实时测温系统的基础上 ,着重讨论了反射辐射和探测器本身的辐射对该系统测温精度的影响。提出了抑制反射辐射及探测器本身的辐射对测温精度影响的 4条措施 :1)采用水冷遮蔽板并对探测器进行水冷 ;2 )尽可能地使探头正对待测物体表面 ;3)选择合适的仪器工作波长带宽 (Δλ =10nm) ;4 )进行电气补偿。进行了一些必要的分析与讨论 ,得到了采用水冷遮蔽板、将探头尽可能地正对待测面并选用合适的波长带宽可以有效地抑制反射辐射、及对探测器进行水冷并进行电气补偿 ,可有效地抑制探测器本身的辐射的结论。实验表明 ,采取优化措施后 ,在要求的测温范围 4 0 0～ 12 0 0℃内测温精度不低于 0 3% ,符合设计要求     

基于回转窑表面的红外双波段测温方法研究

回转窑是水泥熟料生产中的重要煅烧设备。在生产过程中,需要通过对回转窑的表面温度进行测量来监测窑体内部的生产状态。传统方法使用单波段红外测温对回转窑的表面温度进行监测,但是这种方法的测温精度不高,无法获取准确的测温数据。为了提高回转窑表面测温精度,提出了一种红外双波段测温方法。首先对传统的回转窑测温方法进行了理论分析,包括影响测温的几种主要因素;然后介绍了双波段测温原理,并推导出了基于回转窑的双波段测温模型;最后对其进行了实验验证。结果表明,与传统的单波段测温方法相比,本文方法在温度测量方面具有更高的精度。     

一种实用化实时测温系统的工作波长的最优设计

基于Kirchhoff定律 ,依照测温系统的各主要技术参数与各主要测量指标 (极限灵敏度、测温精度及测温范围 )之间的关系 ,对利用激光并采用钽酸锂热释电探测器作光电转换器件的实用化实时测温系统的工作波长进行了最优化设计。实验表明 ,在测温范围 4 0 0～ 12 0 0℃内 ,测温灵敏度及测温精度均符合设计要求。     

红外热像仪测温技术发展综述

综述了红外热像仪测温技术的发展,从技术层面剖析了红外热像仪测温存在的问题,介绍了国内外在红外热像测温技术方面的研究热点,同时展望了未来的发展方向.针对红外测温领域中的理论、仪器、标定及应用四大方向进行了较为详细的分析和总结.