基于K型热电偶的瞬态测温技术的研究

针对导弹环境瞬态温度测试系统的特定要求及现有存储测试系统存在的测试精度低、可靠性差、成本高等问题,本文论证并设计了基于K型热电偶的动态存储测试系统。文章介绍了系统组成,并对测试系统的可行性进行了论证,提出了热电偶动静态校准的关键技术。该技术为环境温度的测量提供了重要的保障,用实测的数据对系统进行动静态校准,分析得出相关结论。研究表明:该测试系统具有实际工程使用价值,可为分析导弹环境温度提供一种快速的、有效的、精确的测试手段。

比色原理便携式瞬态温度测试仪设计

针对非接触测温精度高,响应速度快,不影响被测温度场,测试可重复率高,设计了一种基于比色原理的体积小、封装化便携式瞬态测温仪,由M390型超高温黑体辐射校正源对其进行了静态标定。最后,使用氢氧焰机加热铁片靶体的形式模拟温度场,并通过导轨设置距离,测量不同距离下比色测温装置及高速工业级光纤红外线变送器(OS4000)瞬态温度,实验结果表明,该测温仪的有效测温范围是600℃~1 200℃,有效测量距离是0~50 cm,可以满足一定范围的温度测量。

一种新的瞬态气体测温系统实现方法

本文提出了一种新的瞬态气体测温系统的实现方法,通过对超声波频率差值Δf的测量得到所通过的气体媒介的温度值。采用数字移相技术,结合现场可编程门阵列FPGA设计了高速数据采集系统。实验结果表明,该方法可以达到快速精确、测温范围更宽的要求,能够满足工业生产、科学研究中温度精确测量和在线控制的需要,特别适于高温高压等恶劣的测温环境中。

基于MEMS的航天器表面新型测温传感器设计与实现

为满足返回式航天器再入过程中瞬态高温的测量需求,文章基于微机械电子系统(Micro-Electro Mechanical Systems,MEMS)技术设计了一款新型表面瞬态测温热电偶传感器;该型测温传感器结构设计采用便于安装且与被测物表面易于接触的针型结构,并选用K型(NiCr-NiSi)热电偶材料作为传感器热电极,对传感器热电偶热结点及其引线设计、制作工艺进行研究,并采用磁控溅射技术实现了传感器测温端面热接点及其引线的制备;最后,采用自行设计的基于LXI总线的测温传感器性能测试系统对该型测温传感器进行了物理试验验证,结果表明该型薄膜热电偶相比普通热电偶,能够更好地与被测物表面有效贴合,测量温度可高达800℃,响应时间较短,相对误差小于0.5%,能够很好地应用于返回式航天器表面高温的瞬态测温。

斜面型自补偿油封的热-结构耦合分析

传统唇形油封在使用过程中,存在不耐高温、耐磨性能差、摩擦生热高、使用寿命短等问题,为此,提出了一种使用斜面型自补偿油封代替传统的唇形油封的方法,利用数值分析软件进行了油封的热-结构耦合分析,探究了摩擦温度对油封热应力的影响规律。首先,利用数值分析软件建立了斜面型自补偿油封的动力学模型,采用热-结构耦合的分析方法,进行了油封温度场的求解;然后,引入温度场对油封应力进行了求解,对比分析了相同工况下唇形油封和斜面型自补偿油封温度场的区别;最后,搭建了高压高转速密封实验台,使用PT100温度传感器、瞬态液晶测量等新技术,进行了密封点-面测温,开展了斜面型自补偿油封温升特性的实验研究。实验结果表明:斜面型自补偿油封摩擦温升较唇形油封低,唇形油封的高摩擦生热性及材料的高弹性造成了唇形油封热应力集中,影响了唇形油封的使用寿命;在相同工况下,斜面型自补偿油封较唇形油封摩擦温升低,转子转速每增加1000 r/min,唇形油封的温度平均上升16.9%,斜面型自补偿油封的温度平均上升14.1%;转子转速在3000 r/min~4000 r/min时,斜面型自补偿油封稳定时的温度比唇形油封低21.1%~26.3%。研究结果表明:在相同工况下,斜面型自补偿油封的温升要低于唇形油封;斜面型自补偿油封的低摩擦温升,对于提高密封的使用寿命具有指导意义。

楔形通道内带角度射流冲击换热特性研究

为了获得某型发动机支板内通道冲击射流的换热特性,采用热色液晶全表面瞬态测温技术对楔形通道内表面进行换热实验。研究了射流雷诺数、射流角度和出口缝的位置对努塞尔数的分布和大小的影响。射流雷诺数的变化范围是6.3×103~15.9×103,射流角度的变化为0~30°。研究表明:射流雷诺数的增加,射流角度的增大均会使得平均换热效果增强。在射流角度0~15°内,出口缝离射流入口越近,壁面换热越强。射流斜吹情况下,被冲击面的努塞尔数要高于未被冲击面。其中,射流角度30°时换热的不对称性最显著。在射流角度为15°时,支板前缘的换热效果最强。