应用热色液晶测量射流撞击壁面温度分布

本文叙述了热色液晶测温技术的原理，对色度－温度关系进行了标定。并利用该技术测量了在射流撞击下的壁面温度分布。文中给出了在不同射流高度下壁面温度分布的等值线，并讨论了液晶测温技术的灵敏度及测试精度。

热色液晶无损检测技术

本文介绍了热色液晶在无损检测技术中的应用研究，并获得了非常成功的结果。通过液晶显示出的缺陷周围温度分布的色彩奇异性，可以明显地指示出缺陷的位置。

热色液晶定量测热显示技术

简要介绍了热色液晶定量测热显示技术的特点和实施方法。给出了在等熵压缩管炮风洞中进行的测热实验的初步分析结果。

热色液晶红外传感器和摄像仪

红外摄像系统包括热色液晶红外传感器、斩波器、控制器、光源、透镜、液晶相位推移器、微处理器、光学系统、CCD阵列等，描述了热色液晶红外摄像系统的工作原理和特性。

基于热色液晶技术的尾迹对涡轮动叶表面换热系数影响研究

为探究上游尾迹影响下的涡轮动叶表面换热特性,采用热色液晶技术测量了尾迹对光滑叶片表面换热分布的影响,获得了高低湍流度(2%,20%)来流时不同尾迹斯特劳哈尔数(0,0.12,0.36)条件下光滑动叶表面换热系数的实验数据。结果表明:当湍流度为2%时,随着尾迹斯特劳哈尔数增加,压力面换热系数增高幅度最大为142%,前缘区域增高幅度最大为7%,吸力面增高幅度最大为186%。当湍流度为20%时,尾迹对换热系数的影响相对减弱,随着尾迹斯特劳哈尔数增加,压力面换热系数增高幅度最大为10%,前缘区域增高幅度最大为10%,吸力面增高幅度最大为26%。尾迹导致吸力面转捩点提前,过渡区延长。整体看来,尾迹导致光滑叶片表面换热系数升高,对吸力面换热系数的影响大于压力面。

热色液晶产品及其工艺概述

1 热色液晶简介液晶是一种介于液态和固态之间的物质,它既具有流动性,表面张力等液体特征,具备光学各向异性,双折射等固态晶体特征。液晶在现代科技领域及人们日常生活中用途极具广泛,以色彩变化为显示的液晶,我们称作热色液晶,或变色液晶。热色液晶可用于制作工艺品,装饰品,温度指示计,非电量检测器等。热色液晶是由胆甾相或手性向列液晶混合物组成,最大特点,是其颜色随温度变化而改变。这种热色效应是由热色液晶的分子结构所决定的,分子具有光学双折射及二向色性,分子呈螺旋状排列,分子构型宽广,光轴子行分子层,当外界的能量(1.5焦尔/平方厘米)扰动了分子的结合力和偶极矩,分子沿光轴螺旋状旋转,当螺矩和波长一致时,便反射出和波长一致的颜色,光的入射角度不同,反射的颜色也不同,90°观察液晶呈绿色,45°观察,则呈红色。

热色液晶标定和使用的影响因素

在全面地分析热色液晶测量方法的基础上,实验研究了热色液晶标定和使用的主要影响因素.保持频闪和相机的相对位置以及两者距拍摄窗口的距离一致,在同一色调值下,拍摄方式(无/有拍摄窗口)、有机玻璃拍摄窗厚度、热力方向(加热/冷却)和热色液晶老化分别产生最大约0.5℃,0.2℃,0.26℃和1.2℃的温度差异.转静间隙不影响热色液晶的显色特性.温度与色调的关系主要与频闪仪的发光介质有关.

基于热色液晶的异型气膜孔气膜分布特征的可视化实验

通过在气膜孔下游不同位置设置涂有热色液晶的黑色尼龙网,根据尼龙网上的彩色无量纲温度轮廓,对圆柱孔、水滴孔和簸箕孔在吹风比为0.5,1,2下的气膜分布状况进行可视化实验研究.结果表明:气膜孔沿主流流向的扩张会降低出流平均动量,较小程度地减弱了肾形对涡强度,使气膜的覆盖范围和气膜厚度都有所增大;展向扩张使出流平均动量降低的同时使其具有展向速度分量,明显降低了肾形对涡强度,显著增大气膜覆盖范围、降低气膜厚度,增强气膜的贴壁性;吹风比增大使气膜脱离壁面的趋势增强,降低气膜覆盖范围;排孔的相邻孔的出流会相互影响,有利于将气膜压向壁面,相比单孔来讲排孔的冷却效果和气膜覆盖效果更好.

旋转涡轮叶片前缘热色液晶测温技术研究

建立了基于频闪拍照和液晶测温技术的旋转态全环涡轮叶片前缘外壁面温度场测量系统,研究了不同旋转状态下前缘外壁面温度场特性。实验结果表明:该系统能够获取旋转状态下全环涡轮叶片前缘外壁面温度分布,并具有足够的分辨率和精度;随着旋转数的增加,前缘气膜冷却效率整体呈下降趋势,且加剧了压力面和吸力面气膜冷却效率的不均衡。

脉冲射流冲击冷却换热的液晶显示实验研究

采用热色液晶定量测温技术对稳态及脉冲式空气－氮气圆形浸没射流冲击冷却换热进行了实验研究．脉冲射流的实验结果表明，对于喷嘴直径 Ｄ＝３ｍｍ的情形，无论脉冲频率高低，均无强化换热效果；对于Ｄ＝１０ｍｍ的情形，在较高Ｒｅ数时出现个别工况的驻点换热强化．脉冲射流表现出换热系数沿径向分布趋于均匀的特点．

基于手机的液晶热成像方法及其医学应用

介绍了在以手机为核心的医学成像新模式下,将热色液晶热成像技术与手机相结合,借助手机摄像头获取热色液晶的图像的方法。并基于实验中建立的温度-色调校对曲线,采用数字图像处理方法重建出定量化的人体体表温度分布热图。进一步将该方法用于手部测温及热动力学检查,并根据人体生物传热模型获得了与人体温度分布密切相关的热学参数。本文方法可望发展成为一种泛在的获取人体体表温度图谱的低成本影像技术。

新型热色红外探测器

本文提出了一种新型热色红外探测器,给出了这种探测器的结构,工作原理、制作方法和应用领域。

涡轮叶片尾缘复合通道中隔板结构对换热特性的影响

采用热色液晶测温法,测量了涡轮叶片尾缘带隔板的复合通道的温度场。主要讨论了在通道其它结构均相同的条件下分别采用4种不同结构的隔板(2种孔径的矩形隔板与2种孔径的波形隔板),研究隔板中孔径大小对通道换热和流阻的影响。结果表明:矩形隔板中将矩形隔板上的孔由原来的1.8 mm放大到2.5 mm(即出流孔的总面积放大一倍)后提高了通道的换热,降低了流阻;波形隔板中将隔板由波谷孔径1.5 mm、波峰孔径2.1 mm分别放大到波谷孔径2.1 mm、波峰孔径3.0 mm后对换热没有提高;矩形隔板与波形隔板比较的情况下,波形隔板的换热均高于矩形隔板,而且流阻较低。

高位预旋进气转静盘腔换热实验

将某型发动机的涡轮盘腔结构简化成高位预旋进气的转静盘腔模型,结合热色液晶先进测温显示技术,通过实验的方法研究了转静盘间距、进气流量、旋转雷诺数以及旋流比等参数的变化对冷气降温效果和转盘换热效果的影响.实验结果表明:高位预旋进气对转盘外缘的冷却效果较好,转盘上的温度分布呈现为同心圆形状;随着旋转雷诺数和转静盘间距的增大或者进气流量的减小,冷气的总温降减小,气流对转盘的换热效果变差.

液晶测温法对平板气膜冷却的实验研究

采用热色液晶测温法,对沿流向倾角30°的圆孔排平板气膜冷却进行了实验研究.测量了绝热壁温、壁温等温度场.研究了吹风比、孔排等因素对气膜冷却效果和换热系数的影响.结果表明:吹风比对气膜冷却效果的影响很大,冷却效果随吹风比的增大而降低;圆孔气膜冷却效果沿横向位置波动较大,孔之间容易形成冷却死区.利用液晶测温技术可以很好地反映气膜冷却区域及冷却效果等.

带60°肋和出流孔的矩形通道端壁换热特性研究

根据相似理论放大的模型,采用热色液晶瞬态测量技术研究带有60°肋和单排溢流孔的内流通道的换热特性,分析主流雷诺数和出流比对壁面对流换热的影响规律.矩形内流通道进口雷诺数变化范围是20000～80000,通道出流比变化范围是0～0.6.实验结果表明:出流作用使出流孔附近区域的换热得到了强化;主流雷诺数一定时,随出流比的提高,壁面平均换热系数和增强系数都先略微增大后逐渐减小;出流比一定时,随雷诺数的增加,端壁平均换热系数基本呈线性增加,而换热增强系数则减小.

出流孔位置对带肋矩形通道换热特性的影响

为了获得涡轮叶片内冷带肋通道出流孔位置设计参数,采用热色液晶瞬态测量技术研究带有肋和单排溢流孔的内流通道的换热特性,分析出流孔位置对矩形通道壁面换热特性的影响规律。矩形内流通道进口雷诺数Re变化范围是6×104~8×104,通道总出流比Br为0.3~0.60,出流孔分别位于距前肋0.25,0.50,0.75倍肋距处。实验结果表明：出流孔和肋端附近换热得到强化,带肋和出流孔壁面换热最强。在不同孔位置下,带肋无出流孔壁面换热变化不大。出流孔位于肋后0.25倍肋距时,带肋和出流孔壁面和光滑面换热效果最好。

对流换热系数的瞬态测量技术

使用等热流法瞬态实验测量对流换热系数：基于流动稳定及热平衡条件下对测量表面突加一稳定热流,测出测量表面高低两种窄幅热色液晶的显色时间,根据窄幅液晶的显色温度及其时间通过求解一维半无限大平板非稳态导热方程得到对流换热系数.推导出此方法的误差传递公式,在此基础上分析如何得到准确的对流换热系数.最后给出热流法测对流换热系数的实验流程,并通过自由盘实验验证热流法测对流换热系数的可行性.

应用PIVT技术测量单液滴热毛细迁移时的速度场和温度场

在地面实验中,使用粒子图像测速测温(Particle Image Velocimetry and Thermometry,PIVT)技术测量了单滴热毛细迁移时液滴周围同时刻的速度场和温度场。选用密度相近的豆油和硅油作为实验系统的母液和液滴。实验结果表明单滴周围的温度场扰动不同于线性理论预测的随到液滴距离的平方成反比,而是距离一次方成反比,这是由于重力引起的浮力效应造成的,地面实验中重力作用不能忽略。