基于微型空间相机的红外加热笼仿真与设计

在航天器热控技术领域,常采用红外加热笼模拟各表面的到达外热流,但随着模拟表面特征尺寸的逐渐变小,需要重新评估该模拟方法的合理性和准确性。本文基于某微型空间相机,以对外热流最为敏感的散热面为研究对象,开展红外加热笼仿真分析与优化设计的研究。采用有限元法建立红外加热笼-黑片热流计的系统仿真模型,分析了传统红外加热笼控制方法对模拟表面总到达能量和热流密度均匀性的影响。基于上述结果,通过适当扩大加热笼尺寸和调整热流计粘贴位置,提高模拟表面的热流密度均匀性,保证总到达能量满足保守设计原则。对比分析得出,优化设计前后散热面热流密度的统计方差由102.0下降至27.0、均匀性提升效果显著。本文研究内容也可为其他空间微小表面外热流的准确模拟提供参考、借鉴。

基于微型热流计的锅炉结渣实时监测系统研究

锅炉结渣会降低水冷壁及对流受热面的传热效率,严重影响锅炉的正常运行。为了实现锅炉大比例掺烧易结渣的准东煤,急需一种能够准确检测炉内结渣程度的工业装置及自动化控制系统来保证锅炉的安全运行。本文建立了一维导热模型,研究了不同参数对热流计测量过程中响应时间的影响,研究表明热流计对热流变化敏感,响应时间约为30s,满足结渣监测要求;基于温差法原理设计了超细高温热流计,在此基础上开发了基于微型热流计的水冷壁结渣实时监测系统,并在吉林省某热电厂进行了现场测试。现场测试结果表明,该装置可在不破坏锅炉水冷壁的前提下准确测量热流密度,同时也证明了该系统预报结渣程度的可行性和可靠性。