An integral heat flux sensor with high spatial and temporal resolutions

To measure heat flux on the sharp leading edge and other surface with very small curvature radius in the wind tunnel, Hong-Ru Yu proposed a novel design of inte- gral type heat flux sensor. Compared with the traditional heat flux sensor, the integral type heat flux sensor improved spatial resolution up to an order of magnitude, and the size of the sensing elements has been minimized to 0.1 mm successfully, which satisfied the heat flux measurement requirements at R0.5 mm pointed cone stagnation point. A constantan film was used as the contact layer of the integral heat flux sensor, which was prepared by electron beam coevaporation method. The influence of sensor structure on the accuracy of measurement was analyzed using numerical calculation. The measurement results in shock wave wind tunnel indicated that the response frequency was about 100 kHz and the repeatability error was less than 10 %.     

用于高温高压剪切流场的Gardon计研制

传统Gardon计一般为薄壁康铜片结构,通常应用于辐射热流的测量。当应用在高压对流环境中,存在承压能力不足、受对流加热不均匀性影响的问题。从Gardon计基本原理出发,以数值仿真分析了康铜箔厚度对传热特性的影响,推导了对流环境测量误差与对流换热系数和灵敏度系数的明确显式关系;并利用数值计算验证了其正确性。根据理论分析,设计并研制了适用于电弧风洞流场的Gardon计和复合型热流传感器,后者集成了Gardon计和水卡计的功能,可同时用两种方法测量表面热流。标定实验结果显示,传感器样件均具有较好的线性度(小于1.5%)和时间常数,水卡计经固定系数修正后与标准热流相对误差小于3.7%,当戈登计受对流换热影响较大时,可为其提供参考。     

非稳态环境下塞式热流传感器的仿真与分析

非稳态热流密度是战斗部热毁伤威力评估的重要参数.针对爆炸场非稳态测试环境恶劣、气体高速流动、温度变化迅速的问题,对塞式热流传感器的组成材料、热敏元件等进行了重新选择.根据塞式热流传感器的组成结构和测量原理进行了理论推导,得到了塞式热流传感器测量热量的数学模型.针对非稳态爆炸场环境特点,对塞式热流传感器的热敏元件进行了爆...     

高海拔地区铁路隧道施工期围岩热流密度数值模拟研究

冷负荷预测是隧道施工的重要任务,目前传统隧道冷负荷预测方法无法满足高海拔铁路隧道施工环境。为高海拔铁路隧道的冷负荷预测提供准确方法,本文建立一个热湿耦合多孔介质模型,考虑围岩孔隙率和低压环境对隧道围岩热流密度的影响。建立高海拔铁路隧道围岩热流密度预测模型。分析渗流水和衬砌的存在对围岩热流密度的影响,对比不同环境参数对围岩热流密度的影响。结果表明,隧道的冷负荷取决于围岩的热流密度。预测模型可以准确计算隧道围岩热流密度,其均方根误差（RMSE）为0.573 W/m2。围岩渗流水和衬砌对隧道热湿环境产生显著影响。压力对围岩热流密度的影响最小。围岩温度每升高10 ℃时,围岩初始热流密度增加了58.74 W/m2。此外,每当隧道目标温度增加4 ℃或孔隙率增加0.1,分别导致围岩初始热流密度减少了23.5和0.14 W/m2。本文可以为实际高海拔铁路隧道工程的冷负荷预测提供新的理论方法和参考依据。     

红外地平仪外热流计算

红外地平仪部分凸出于航天器外表面．除受到太阳辐射、地球反照和红外辐射外,还受到航天器外表面的反射辐射．文中在对包括红外地平仪外表面在内的封闭系统进行辐射分析的基础上,得到红外地平仪外热流的空间有效辐射角系数计算公式;采用蒙特卡洛法,计算了某航天器两个位于不同外表面的红外地平议外凸圆柱体所受的外热流,并讨论了反射辐射对红外地子仪所受外热流的影响     

发动机受热件热疲劳台架的感应加热特征

对发动机受热件加速热疲劳试验台架的感应加热特点进行计算分析,根据研究结果将感应加热热源简化为表面热流边界条件,建立了加热阶段零件内瞬态温度变化规律模型,借助于铸铁缸盖温度及其它试验数据的测试结果,对感应加热的加热热流密度,台架所能[达到的最大法向瞬态温度梯度等进行了计算分析,计算分析结果表明,通过选择适当的加热功率,该热疲劳台架能够实现发动机实际铸铁零件表面法向温度分布的模拟。     

水电站无压尾水洞引风热湿交换的预测模型

在水-空气热湿交换理论基础上,通过分析无压尾水洞引风热湿交换过程的特点,建立了无压尾水洞内空气与尾水、空气与洞壁之间的热湿交换集总参数模型,得出了无压尾水洞内沿程空气参数的解析解,并应用模型试验与现场测试对预测模型进行了验证.同时应用该模型对无压尾水洞引风参数进行了预测分析.这些结果为水电站无压尾水洞引风系统的应用提供了理论基础与设计依据.     

带式输送机物料瞬时流量激光测量方法

针对高带速、大运量带式输送机物料瞬时流量难以实时精准测量问题,提出一种基于激光扫描的带式输送机物料瞬时流量高精度实时测量方法.利用二维激光测距仪和测速传感器获取带式输送机高速运行下物料流三维激光点云数据,经滤波、异常值剔除、数据平滑等预处理后,通过分析扫描线上激光点云空间形态特征提出一种物料流轮廓自动提取方法,并建立基于面元积分的带式输送机物料瞬时流量计算数学模型.开发的带式输送机物料瞬时流量测量系统用于测量带宽为200mm槽型带式输送机在带速0.5~1.5m/s下物料流瞬时流量时,数据重复性和相关性都达到98%以上.实验结果表明,该方法采样间距小、测量精度高、实时性强,具有较强适用性和可靠性,有助于为港口带式输送机自适应节能控制技术提供实时、精确的数据来源.     

等熵轻质活塞风洞的特性分析

阐述了忽略活塞质量时等熵轻质活塞风洞的工作机理及其特征，并与激波风洞、炮风洞和罗德维奇风洞等暂冲式风洞进行了比较，从而为不同情况下选择不同类型的风洞提供了依据。     

浸没水射流冷却过程热流密度的导热反问题计算方法

基于单点测温、常热流假设,任意未来时间步长的导热反问题算法求解浸没水射流冷却过程的热流密度;采用有限容积法离散方程,附加源项法处理边界条件。表面施加三角形热流的经典算例验证了算法的正确性。水冷实验数据分析结果表明:射流能提高热流密度和临界温度,缩小过渡区温度区间。     

流化床埋管表面局部热流测试装置的研制

本文报道用于测试流化床内埋管表面局部瞬态热流的实验装置的研制.该装置采用等温条件下的铂膜探头方法,并对铂膜探头和基体分别进行温度控制,使其既能测得时均参数又能测得瞬态参数.文中对铂膜控制回路进行了动态响应分析,并给出了实验测试结果.     

多参数对柴油机缸内瞬态传热影响的实验研究

进行了转速、平均有效压力、压缩比、进气温度和冷却水温对柴油机缸内瞬态传热影响的实验研究．试验在柴油机燃室壁面６个位置各安装１支快速响应薄膜式热电偶，在对应各测点沿竖壁一定深度布置镍铬一镍硅普通热电偶，分别测量壁面瞬态温度和坚壁一定深度位置的平均温度．在实测基础上以温度为边界条件，根据一维导热模型计算瞬态传热率．文中对实验结果作了扼要分析，得出了多参数对瞬态传热影响的基本规律．     

电弧风洞半椭圆喷管流场测试分析

在电弧风洞试验中,半椭圆喷管试验技术为平板模型提供了较宽的试验流场,可以有效提高电弧加热器的能量利用率,应用于热结构考核试验。以总温、皮托压力、模型表面热流、表面压力、红外热图温度、背温等多参数测试结合数值模拟的方法分析了流场均匀性及参数分布,试验区总温、皮托压力测试表明,波动小于3%的宽度均匀区可达喷管出口长边的75%以上。     

超高频电容式型砂水分传感器的研制

介绍了自行研制的超高频电容式水分传感器的设计和工作原理.通过试验,研究了传感器的测量误差.结果表明,新研制的传感器可较好地适用于型砂水分的在线测量.     

超磁致伸缩力传感器及其实验研究

基于磁致伸缩逆效应原理,以超磁致伸缩棒为敏感元件研究了一种具有高灵敏度的新型超磁致伸缩力传感器,通过集成在结构内部的霍尔传感器测量磁通密度来实现静态力的测量.同时,为了提高传感器的测量灵敏度,提出了一种安装在霍尔传感器周围的不锈钢钢环的特殊结构.给出了超磁致伸缩力传感器的测量原理和设计过程,并通过实验研究确定了偏置磁场、预紧力和超磁致伸缩棒的尺寸等因素对传感器输出特性的影响规律,分别得到了传感器工作的最佳偏置磁场和预紧力,为超磁致伸缩力传感器的深入研究和精确控制提供了一种技术途径.     

Principle and Realization Method of Tunnel Deformation Detection Based on Image Recognition and Data Transmission Technology

<正>To detect the deformation of the tunnel structure based on image sensor networks is the advanced study and application of spatial sensor technology.For the vertical settlement of metro tunnel caused by internal and external stress after its long period operation,the overall scheme and measuring principle of tunnel deformation detection system is introduced. The image data acquisition and processing of detection target are achieved by the cooperative work of image sensor,ARM embedded system.RS485 communication achieves the data transmission between ARM memory and host computer.The database system in station platform analyses the detection data and obtains the deformation state of tunnel inner wall,which makes it possible to early-warn the tunnel deformation and take preventive measures in time.     

计算机芯片二维模型自然对流散热的激光散斑法研究

本文介绍了带凸台竖直平行通道的自然对流的散热问题,给出了激光散斑杨氏干涉条纹的照片,绘制了不同情况下的温度分布曲线,整理出了换热的准则关系式.     

Non-Fourier Heat Conduction Effects During High-Energy Beam Metalworking

Non-Fourier heat conduction induced by ultrafast heating of metals with a high-energy density beam was analyzed. The non-Fourier effects during high heat flux heating were illustrated by comparing the transient temperature response to different heat flux and material relaxation times. Based on the hyperbolic heat conduction equation for the non-Fourier heat conduction law, the equation was solved using a hybridmethod co mbining an analytical solution and numerical inversion of the Laplace transforms for a semiinfinite body with the heat flux boundary. Analysis of the temperature response and distribution led to a criterion for the applicability of the non-Fourier heat conduction law. The results show that at a relatively large heat flux, such as greater than 108 W/cm2, the heat-affected zone in the metal material experiences a strong thermal shock as the non-Fourier effects cause a large step increase in the surface temperature. The results provide a method for analyzing transient heat conduction problems using a high-energy density beam, such as electron beam deep penetration welding.     

坑道口部爆炸冲击波压力传播规律

坑道口部是防护的重点和难点.利用显式动力学有限元软件,通过合理简化假设,对典型的等截面直墙圆拱坑道口部爆炸的冲击波波动过程进行了数值模拟,形象揭示出坑道中冲击波压力传播规律,即坑道中冲击波压力首先直线上升至最大值,随后由于坑道壁来回反射,出现了与自由大气中理想冲击波指数衰减不同的多个波峰震荡,并得到了峰值压力随距离衰减的模拟结果.再采用相似比为1/5的室外大比例模型,对0.8 kg,0.6 kg和0.4 kg 3种集团装药在坑道口部爆炸的冲击波压力传播规律进行了试验研究,由实测数据拟合出了冲击波峰值压力计算经验公式.结果表明,试验拟合公式与数值模拟及其他经验公式一致性较好,具有一定的工程使用价值.     

一种测定膜蒸馏过程传热系数的新方法

提出了一种测定膜蒸馏过程传热系数的新方法,即考察NaCl和KCl水溶液膜蒸馏浓缩过程中的通量变化,利用膜表面结晶导致通量急剧下降这一现象间接确定料液侧膜表面的温度,从而由模型方程计算传热系数。通过不同流速下的膜蒸馏实验结果,拟合出了传热系数关联式,其中雷诺准数指数为0.8,与Dittus-Boelter公式一致;在此基础上求出膜蒸馏系数,其平均值5.5×10^-7kg/(m²·s·Pa),与文献报道接近;以实验确定的模型参数预测纯水膜蒸馏通量,实验值与预测值吻合较好。这些都说明了本文提出方法的有效性。