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隔热结构对塞块式量热计热流测量的影响

发布时间:2018-01-05 17:02

  本文关键词:隔热结构对塞块式量热计热流测量的影响 出处:《实验流体力学》2014年05期  论文类型:期刊论文


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【摘要】:塞块式量热计是热结构试验中常用的热流传感器,其侧向传热是测量误差的重要来源。在对塞块式量热计传热分析的基础上,设计了一种改进型隔热结构,并提出了一种基于半无限大体假定的热损失修正方法。通过建立塞块式量热计的有限元数值模型,分析了量热塞与隔热材料的接触热阻对数据处理结果的影响,在接触热阻较大时(R=1×10-3 m2·K/W),未修正时最大测量误差不超过-9%,而修正后最大误差超过了20%;在接触热阻较小时(R=1×10-4 m2·K/W),未修正时的最大测量误差约-20%,修正后则不大于1.5%。可见该修正方法只适用于接触热阻较小的情况。。数值模拟结果还表明,在隔热层表面附近增加金属尖楔的改进型结构,隔热材料最高温度从超过2000℃降低到300℃以下,有利于保护隔热材料不被烧损,间楔与传感器之间的换热面积只有总侧向面积的约2.9%,两者之间的换热几乎不影响数据处理方法的选择。
[Abstract]:Block calorimeter is heat flux sensor commonly used thermal structure tests, the lateral heat transfer is an important source of measurement error. Based on the analysis of the block calorimeter heat transfer, design an improved insulation structure, and a correction method is proposed based on semi infinite heat loss through finite element assumptions. Block calorimeter established numerical model, analyzed the influence of thermal contact resistance and heat insulation material quantity plug on the results of data processing, the contact resistance is large (R=1 * 10-3 M2 - K/W), the maximum measurement error is less than -9% without correction, and the maximum error correction after more than 20%; in the thermal contact resistance is small (R=1 * 10-4 M2 - K/W), the maximum measurement error is not corrected when about -20%, after correction is not greater than 1.5%.. The numerical simulation of visible correction method is only applicable to smaller thermal contact resistance. The results also show that in the vicinity of the surface heat insulation layer Improved structure of metal wedge increases, the highest temperature insulation materials from more than 2000 DEG C is reduced to 300 DEG C, is conducive to the protection of insulation materials can not be burnt, only about 2.9% of total lateral area of the heat exchanging area between the wedge and the sensor, the heat exchange between the two almost does not affect the data processing method of choice.

【作者单位】: 中国空气动力研究与发展中心
【基金】:高超声速冲压发动机技术重点实验室开放课题(STSKFKT2012003)
【分类号】:TH81
【正文快照】: 0引言高超声速飞行器及其发动机在大气层内飞行(工作)时,结构承受很大的热载荷,在防热/冷却结构设计时,必须清楚地掌握结构壁面的热环境,热流测量是掌握壁面热环境的常用手段[1]。热流测量技术常用一维传热的假设,通过测量元件温度梯度或随时间的变化,计算得到表面的热流。对

【参考文献】

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【共引文献】

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