基于辐射加热的涡轮叶片热冲击试验方法

针对涡轮叶片热冲击试验的需求,提出了一种基于石英灯辐射加热的涡轮叶片热冲击试验方法。采用高功率双排石英灯进行辐射加热、氮气和水雾相结合进行主动冷却、伺服作动系统进行加热冷却循环运动控制。通过仿真计算分析了辐射加热方式和气雾结合冷却方式的可行性和有效性,并根据仿真结果开展了加热器、冷却设备设计,构建了基于石英灯辐射加热的涡轮叶片热冲击试验系统,实现了50次冷热循环的热冲击试验考核。结果表明:采用石英灯辐射加热和气雾结合降温的试验方法可以模拟涡轮叶片热冲击所需的温度场和升降温速率。基于石英灯辐射加热的热冲击试验方法有效、可靠,能够精确模拟叶片温度场,大部分特征点温度控制偏差均小于5%,可应用于涡轮叶片热冲击试验。

中国沙漠沙尘气溶胶对沙漠源区及北太平洋地区大气辐射加热的影响

针对2001年春季中国沙漠和北太平洋上空沙尘气溶胶的空间分布情况,利用辐射传输模式,分别计算了沙尘气溶胶对沙漠和海洋大气的辐射加热(冷却)率,并讨论了低云、中云、高云对辐射加热率的影响。结果表明:春季,位于中国沙漠和太平洋上空的沙尘层对大气具有明显的加热作用。当沙漠上空光学厚度为1.0,海洋上空光学厚度为0.3时,取春季平均太阳高度角,沙尘层对应的净辐射加热率分别为2.8 K/d和0.4 K/d。由于WMO推荐的沙尘模型比东亚沙尘模型对太阳辐射吸收强,采用该模型计算得到的中国沙漠和海洋上空的加热率比采用东亚沙尘模型分别高1.5 K/d和0.2 K/d。沙尘对大气的加热率很大程度上依赖于沙尘的大气载荷。这种依赖性首先受太阳高度角的影响,其次也受地表反照率的影响。云对沙尘层辐射加热(冷却)率的影响与云的高度和厚度有关。低云能够加热沙漠和海洋上空的沙尘大气,冷却地面和洋面。中、高云冷却沙漠上空的沙尘层。在海洋上空,中云对云层以上的沙尘层有加热作用,对云层以下的沙尘层有冷却作用。高云对海洋上空沙尘层的辐射加热(冷却)率的影响比较小,加热还是冷却,取决于云的厚度,当云层较薄时,加热沙尘层,而当云层较厚的时候,有可能冷却沙尘层。

不同重力环境下辐射加热材料表面着火特性分析

研究外界辐射加热下，不同重力环境中热薄燃料的着火特性．探讨了重力、环境氧浓度、环境压力及外界辐射强度对着火的影响．结果表明，随着重力的变化，存在不同的着火机制．在微重力和在高的环境氧浓度中，材料的着火延迟时间变短．压力减小，着火延迟时间增大．随着辐射强度的增大，着火延迟时间变小．

辐射加热对返回舱气动热环境影响的数值研究

基于高超声速再入飞行器气动热环境预测分析的需要,建立了高温非平衡气体辐射加热对飞行器热环境影响的计算分析手段。采用数值求解化学非平衡N-S方程的方法,对返回舱绕流流场进行模拟,获得高温空气组分质量分数和温度等流场参数分布。基于辐射传输方程,考虑高温气体组分的主要辐射机制,计算分析高温流场气体辐射加热对返回舱热环境的影响。分析表明,在同一飞行弹道条件下,返回舱大底半径尺寸对气动加热的影响较大,在再入热环境严酷区,辐射加热对物面总热流的贡献达30!;产生辐射加热效应的主要机制是高温流场中O和N原子产生连续谱和线状谱以及N2的第一正带系;物面催化效应对辐射加热影响不大。

辐射加热金X光再发射时间测量

利用星光Ⅱ三倍频激光打双盘靶，研究了辐射加热材料的Ｘ光发射时间。激光脉冲能量４０～６０Ｊ、脉冲宽度６００～７００ｐｓ。通过两台时间关联的亚千Ｘ光能谱仪分别监测双盘靶初、次级发射Ｘ光谱，给出了辐射加热次级Ｘ光再发射时间。

选择性激光烧结设备管式辐射加热数值建模与计算

为了分析选择性激光烧结系统预热温度场分布不均的成因,对HRPS系列选择性激光烧结系统采用的管式辐射加热系统进行了数学建模,通过数值计算获得了不同安装高度下辐射热源对工作腔内各点的热量分布情况及均匀度变化曲线,也获得了最优的安装高度。这种数值建模的量化分析方法为开发辐射加热预热装置提供了有益的借鉴和分析思路。

中国西北大气沙尘对地气系统和大气辐射加热的影响

利用 Ｈ Ｅ Ｉ Ｆ Ｅ 地面辐射平衡观测资料以及 Ｎ Ｏ Ａ Ａ １１／ Ａ Ｖ Ｈ Ｒ Ｒ 卫星测量资料，直接估算我国西北大气沙尘对地气系统和大气中辐射加热率的影响。１９９１ 年２ 月下旬～５ 月中旬１１ 天的计算结果表明，春季大气沙尘的辐射效应与地表状况有关：在高地表反照率的沙漠上空，大气沙尘的短波辐射效应为减小行星反照率增暖地气系统，同时吸收太阳辐射增暖大气，大气顶射出长波辐射对大气沙尘的变化并不敏感，但大气沙尘增大大气的长波冷却；在低地表反照率的绿洲上空，大气沙尘的短波辐射效应为增大行星反照率冷却地气系统，对大气似乎也具有冷却效应，其长波辐射效应是减小地气系统和大气的长波冷却。当大气浑浊度系数β约由０ ．１５ 增大到０ ．６ ，沙尘层（８５０ ～６００ ｈ Ｐａ） 内大气的附加短波和长波加热率在沙漠上空约为２ ．４～３ ．７ Ｋ／ｄ 和－ ０ ．８ ～－ １ ．３ Ｋ／ｄ ，绿洲上空约为－ ０ ．３ ～＋ ０ ．７ Ｋ／ｄ 和０ ．５ ～１ ．３ Ｋ／ｄ ，净辐射效应在沙漠和绿洲都是加热，沙尘层内附加的净加热率分别约为１ ．３ ～２ ．５ Ｋ／ｄ 和０ ．２ ～０ ．７ Ｋ／ｄ 。

微波辐射加热金属离子改性Hβ分子筛催化合成蒽醌

在微波辐射加热下用不同金属离子(Al3+、Ti4+、Fe3+)对Hβ分子筛进行改性,并将其用于催化苯与苯酐合成蒽醌。采用XRD、NH3-TPD和吡啶-IR对分子筛进行了表征。结果表明,微波辐射加热能提高分子筛的改性效率,改善其催化性能,且对分子筛晶体结构没有破坏作用。不同金属离子改性分子筛的催化效果差别很大,其中,0.5 mol/L的Al2(SO4)3溶液改性的Hβ分子筛催化效果最好,蒽醌产率38.87%,选择性92.78%。分子筛的表面酸性质对其催化性能有较大影响,催化剂表面的中强度酸是催化活性中心,L酸量与B酸量的比值对分子筛的催化性能有重要影响。

生物质多孔燃料层辐射加热热解过程的影响因素分析

在分析辐射加热条件下生物质多孔燃料层热解过程特点的基础上,建立了该过程的传热传质模型,采取隐式和半隐式相结合的有限差分方法进行离散求解。在热解过程中,生物质燃料层未热解区、热解区和炭化区共存。热解过程为传热所控制。数值模拟结果表明,生物质物料层和焦炭层的有效导热系数、物料层初始堆积密度、加热温度和加热时间等因素对燃料层热解过程均有影响。辐射加热温度、有效导热系数的增加有助于生物质燃料层的热解过程。

辐射加热条件下生物质燃料层热解过程的传热传质

通过分析生物质燃料层热解过程,建立了在辐射加热条件下该过程的传热传质模型,并采取隐式或半隐式相结合的有限差分方法来建立离散方程。通过数值模拟,得出了燃料层热解过程中的温度场的分布、层内固体密度的变化以及气体的生成规律。在热解过程中,生物质燃料层未热解区、热解区和炭化区三区共存。热解区比较薄,约2~3mm厚,以约1×10-6m/s的速度向燃料层内部迁移。热解区所处的温度范围约在500K^800K之间。在已热解区,燃料层内约30%的物质形成焦炭,约有70%左右的固体物质转变为挥发分气体。整个热解过程为传热所控制,温度分布决定了燃料层内气体的析出和固体密度的变化。

辐射加热方法在结构热试验中的作用与地位

高超声速飞行器经受着严酷的气动加热环境,为验证飞行器整体设计、考核热结构耐热性能,需要开展大量的结构热试验研究,如辐射加热、气流加热方法等。其中辐射加热方法具有加热时间长、加热能力强、多温区控制等特点,是有效的结构全尺寸热试验方法;气流加热方法受试验空间、加热时间等限制,在特定问题上发挥着重要作用。给出了高超声速飞行器防热区和高温区的热结构设计理念,总结了国外结构热试验方法的发展和应用,指出用辐射加热模拟气动热环境仍将是新型飞行器热结构优化设计和性能考核的重要手段。

冻结肉类食品远红外辐射加热解冻的可行性研究

低温冻藏食品在利用之前必须经过解冻。解冻方法和装置的研究是食品冻藏技术的难题，各国都在不断地研究开发。本文介绍了肉类食品解冻的要求，进行了远红外辐射加热解冻的模拟实验后，初步得出单独应用远红外辐射加热技术解冻实用价值不大的结论，指出一般红外烤箱不宜用作冻结食品的解冻。

地球大气再入返回器辐射加热计算方法研究

针对地球大气再入返回器的辐射加热计算方法开展了研究,采用NASA的高温空气辐射加热预测软件QRAD中用到的四光谱带模型,同时考虑了辐射散热效应及非平衡辐射加热。对于返回舱大底的辐射加热分布特性,采用了基于牛顿压力分布的计算方法。计算结果表明,发展的高超声速再入体辐射加热预测方法结果可靠。

南极臭氧洞对全球大气辐射加热场影响的数值模拟研究

为了探讨南极臭氧洞对全球气候的影响状况，我们用ＩＡＰ９层全球大气环流模式进行了南极臭氧洞气候效应的数值试验。本文分析了本次试验中南极臭氧洞引起的大气辐射加热场的变化，结果表明，南半球高纬和极地平流层臭氧含量的严重减少，不仅影响该地的大气辐射加热场，同时也使北半球平流层大气的辐射加热场发生改变。虽然对流层中层所受影响较少，但对流层下层南北半球的大气总辐射加热率的变化却相当明显，这些影响将使全球大气温度场产生明显变化。

红外辐射加热在深水保温管节点补口中的应用

在深水GSPU湿式保温管道节点补口施工中,主体保温层预热效果对节点浇注材料(CPU)和GSPU之间的界面粘接强度起到关键性的作用。文中将先进的红外辐射加热技术引入到节点施工中,大量实验证明红外辐射加热的效果良好,能耗低、效率高,工艺简单可靠。同时,利用开发的节点红外辐射加热装置开展了GSPU湿式保温管模拟工艺试验,结果证明该套工艺和设备可满足节点施工的工艺技术要求。

电辐射加热条件下应用高辐射率涂料的节能技术

基于辐射传热原理,分析了电辐射加热条件下高辐射率涂料的节能机理。理论分析和实际应用都已证明,高辐射率涂料在电辐射加热条件下的应用可取得比在火焰炉内更好的节能效果。高温辐射涂料今后将向着超细超薄化、成分复合化、功能多样化的方向发展。

高超声速再入飞行器头部辐射加热特性研究

高超声速再入飞行器的热环境特性是热防护设计的重要基础。它主要包括辐射加热和对流加热,一般情况辐射加热较小可以忽略,但部分再入飞行器在低空还具有极高的速度,辐射加热不能忽略。本文针对高超声速再入飞行器驻点的辐射加热特性开展了研究,采用高温空气辐射加热的四光谱带模型,同时计算方法中考虑了非平衡辐射加热及其"截断效应"。计算结果表明,在低空高速再入阶段,辐射加热比较明显,热防护设计需要考虑辐射加热。辐射加热主要由可见连续光谱辐射构成,红外线谱和紫外线谱的辐射加热也比较明显,紫外连续谱辐射以及非平衡辐射效应均不明显。辐射加热沿球头驻点至球头外边缘逐渐减小,影响辐射加热的主要因素有头部半径、飞行高度和飞行速度。

地气系统净辐射加热的季节变化及其与亚洲夏季风的关系

利用卫星观测的外逸长波辐射（ＯＬＲ）资料、大气层顶短波净辐射（ＳＨＴ）资料以及美国国家环境预报中心（ＮＣＥＰ）的环流资料，分析了地气系统净辐射加热（ＱＲＴ）的季节性演变及其与亚洲夏季风的关系。结果表明，ＱＲＴ的纬向偏差（ＱＲＴＤ）反映了海陆间的热力差异，ＱＲＴＤ随着季节的变化，海陆之间存在突变性反向，由春季到夏季，这种季节性反向要比大气环流的突变早一个月，它可能是导致亚洲夏季风建立和撤退的关键因素。

真空辐射加热基片的温度分布

真空辐射加热下基片表面温度分布的均匀性是薄膜制备中的关键问题之一．采用数值计算和比色红外测温两种方法,研究了作者自行研制的真空辐射加热器(IMCAS-VRH)的性能．利用IMCAS—VRH加热直径6in的单晶硅基片,当电功率为3860W时,基片表面平均温度为1093K,整个基片上的温度变化的测量值约为6 K．基片表面温度分布的计算结果与测量数据符合得很好,进一步的计算分析表明钼丝对辐射的遮挡效应、隔热屏和基片热传导等对基片温度分布均匀性有重要影响．

石英灯辐射加热试验热流分布优化研究

石英灯辐射加热是在地面上模拟飞行中施加在飞行器表面热载荷的一种加热方式。由于石英灯加热元件的分布不同导致试验件表面不同区域获得的热流密度与要求施加的热载荷有所差异,这样可能会导致"过试验"或"欠试验"现象出现,从而降低了试验数据的可用性,增加了结构设计的风险。本文基于蒙特卡罗方法,对单一石英灯加热器内部热流分布进行了数值模拟仿真,为更合理优化加热器内部热场分布提供理论参考,提高热试验质量。