耐高温粉体材料宽光谱辐射特性测量方法及研究

发布时间：2021-10-09 19:36

　　目前,粉体材料通常以涂层的形式应用于航空航天、建筑节能以及国防技术等领域,如航天器的热防护涂层等。涂层的辐射特性参数,尤其是高温工况下的辐射特性参数对研究涂层与设备辐射交换过程至关重要。而涂层的辐射特性基本由粉体材料的辐射特性决定,因此,本文针对常温和变温工况下氧化铝粉体材料辐射特性的测量方法进行了研究。首先,对粉体材料内部辐射传输过程进行分析。利用三热流近似法对辐射传输方程进行求解,构造基于定向-半球光谱透射率和反射率的测量值和理论值的目标函数,结合PSO优化算法反演粉体材料的反照率、散射系数和吸收系数。考虑到粉体样品的支撑层会对测量结果产生影响,本文还建立了多层介质模型用来修正上述影响,确保目标函数中测量值的准确性。其次,利用自然堆积法,制备不同厚度、不同粒径的氧化铝粉体样品。常温工况下,分别使用配备积分球的紫外-可见-近红外分光光度计和傅里叶红外光谱仪,测量粉体样品在紫外-中红外的定向-半球光谱透射率和反射率。高温工况下,针对粉体材料,研制了样品加热装置,并利用FLUENT仿真模拟和热电偶测温实验验证了样品加热装置的可靠性。通过改造中红外积分球,将加热装置应用于粉体样品的定向-半... 

【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１黑体边界条件法测量原理示意图??Ｊ．?Ｍａｎａｍ［３°’３１］工理

材料中辐射能量的传递过程，需要对辐射传输方程进参数，如吸收系数、散射系数等，是求解辐射传输方射特性参数已知的情况下，通过辐射传输方程，可以谱透射率和反射率。但通常情况下，半透明介质的法通过测量直接获得，需要结合实验相关测量值构建特性参数。本章详细阐述了基于定向－半球光谱透射近似法和ｐｓｏ优化算法反演辐射特性参数的方法。，以修正支撑层对定向－半球光谱透射率和反射率测量射传输模型及求解方法??型??积厚度远小于其直径，所以假设辐射能量的传输仅存的一维平板介质模型，其内部辐射强度示意图如下。??＇．ｊ??

耐高温粉体材料宽光谱辐射特性测量方法及研究??反射率相同，平板与平板之间的透射率为１，故可将其看作界面反射率不发生变化的四??层结构，如下图２．５所示：??加热片?粉末层??１ＨＩ??支撑层??图２．５粉体样品平行平板结构示意图??由于平板两侧都为空气，所以可以通过测量各平板的定向－半球光谱透射率和反射??率，直接带入四层平行平板计算公式。??首先将支撑层与粉末层作为一个整体与加热片构成一个双层介质模型，利用式２．２０??和式２．２１进行计算，修正加热片对测量结果的影响，获得三层样品的定向－半球光谱透??射率和反射率；其次利用式２．２２和式２．２３进行计算，修正支撑层对测量结果的影响，??获得粉末层的定向－半球光谱透射率和反射率。??２．４本章小结??本章主要建立了粉体材料辐射特性的测量方法，通过三热流近似法求解辐射传输方??程，构造基于定向－半球光谱透射率和反射率的测量值和理论值的目标函数，利用ＰＳＯ??优化算法反演获得样品的反照率、散射系数和吸收系数。此外


本文编号：3426886