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．     

钻孔工件移动热边界条件估计及温度场重构

针对钻孔加工过程中工件受热边界条件难以直接准确测量的问题,建立了一种模型预测反演方案,并将该方法用于钻孔工件移动热边界条件的估计。在该方案中,采用阶跃响应系数建立工件温度的非参数化预测模型。利用工件的部分温度测量信息,通过滚动优化实现工件移动热边界条件的反演。文中利用数值仿真试验验证了上述方法的有效性,分析了钻具进给速度、温度测量误差、测点数以及未来时间步数对反演结果的影响,并以测量标准差为0.05℃下反求得到的边界条件为已知信息,重构了工件的瞬态温度场。研究结果表明:本文方案能够有效反演工件的移动热边界条件,且具有一定的抗干扰能力;此外,由于不需要对未来一段时间内移动热边界条件的变化进行假设,使得本文的方案降低了反演结果对于未来时间步数的依赖性。本研究为钻孔工件瞬态温度场的重构提供了一种解决方案。     

液晶热像测量精度分析及其在湍流传热研究中的应用

通过开展液晶热像校准实验研究,分析了各测量参数对液晶热像测量精度的影响,得到了提高测量精度的有效方法,并对液晶热像技术应用于湍流传热研究进行了分析和讨论.实验结果表明,采用液晶图像滤波技术、控制液晶涂层厚度（>20 μm）、减小光源照射角度以及提高液晶涂层的喷涂质量都有利于提高液晶热像的测量精度.最后,介绍了稳态和瞬态液晶热像技术在航空发动机透平叶片湍流对流冷却中的应用.
     

水冷发动机缸盖温度数字测试装置设计

本文以汽油机为研究对象,设计和制作了一种基于CAN总线和J型热电偶的缸盖温度数字测试装置,用于水冷发动机的汽缸盖温度测定。本系统以单片机为核心,采用J型热电偶,并辅以温度信号放大电路AD594等来实现了对缸盖表层温度的测量。重点研究了气缸盖表面温度稳定的最短时间以及在不同负荷下使各测点温度产生变化所需的最小负荷变化量。分析了发动机转速一定时,气缸盖的表层温度随负荷变化的规律,以及在不同转速下,缸盖温度的变化特性。详细描述了系统的功能结构、工作原理和软件设计。实际运行结果表明,该系统在实时性、稳定性、和测量精度方面都达到了较高的水平,基本能满足水冷发动机的缸盖温度测量要求。     

通风盘式制动器热机耦合理论建模与分析

针对制动盘内外侧壁厚不等的通风盘式制动器,基于实测制动副摩擦系数一相对速度试验数据,建立了3维瞬态热-机耦合理论模型及有限元模型,分析了紧急制动工况下制动盘瞬态温度场和法向应力场在径向、周向和法向的分布特征,以及制动盘侧面热弹性变形和厚薄差变化规律.在台架试验中利用热电偶和非接触式位移计测量了制动盘表面温度和热弹性变形,仿真计算结果与试验结果具有良好的一致性,研究结果表明:制动盘瞬态温度、法向应力、热弹性变形之间存在复杂的耦合关系,这主要是由于制动盘通风槽和内、外侧壁厚不等的结构特点以及摩擦、热、机械的相互作用所致.     

热电偶测温中冷端温度补偿电桥的改进

热电偶是测量温度时最常用的传感器。由热电偶测温原理可知,只有在冷端温度保持恒定的情况下,热电偶的热电势才是热端温度的单值函数,才能正确反映热电偶热端温度（被测温度）的数值。在实际应用时,冷端温度常随环境温度的变化而变化。为了消除冷端温度变化对测量精度的影响,必须进行冷端温度补偿。冷端温度补偿的方法很多,补偿电桥是最基本、最常用的方法。本文就目前我国许多补偿电桥生产厂家所生产的补偿电桥所存在的问题提出了改进方法,来提高冷端温度的补偿精度。 1电桥补偿原理及存在问题 1.1电桥补偿原理 　　补偿电桥法是利…     

BS-2型薄膜热电偶研制成功

薄膜热电偶是以微米量级的金属薄膜为热接点的热电偶,具有热惯性小、时间响应迅速等特点,特别适用于测量瞬态变化的表面温度。其响应速度比普通热电偶提高数十倍到数百倍以上。因制造工艺要求较高,世界上还只有少数国家有产品出售,价格昂贵且容易损坏。 近年来,国内有些单位曾试制过薄膜热电偶,但因性能及寿命等原因没有推广使用;也有些单位没有研制成功,只好花高价购买国外产品。为解决内燃机燃烧室壁面瞬态温度的测试,在我院机械系等单位的支持下,经过近一年的努力,研制出了 BS-2型薄膜热电偶。该热电偶以铁、康铜为材料,测温端用蒸镀法…     

热辐射对热电偶测温响应时间的数值积分确定

一般温度的测量，只考虑对流换热对热电偶测温的影响，未考虑热辐射对热电偶测温的影响。而进行高温测量时，辐射较强，热辐射对热电偶测温的准确性有较大影响。通过研究热辐射对热电偶测温的影响，给出热电偶温度随时间变化的积分曲线，并对热电偶测温准确性进行讨论。     

钼、钨和钨铼热电偶线材的抗氧化涂层

钳、钨和钨铼合金在高温不能抗氧化,它们组成的热电偶仅限于真空、中性或保护气氛中工作。应用化学蒸汽淀积(CVD)或粉末包渗的方法,在热电极表面施加抗氧化涂层,使其能在高温氧化气氛中使用至极高的温度。涂层的使用寿命决定于涂层厚度和质量。但层厚过厚容易开裂和产生显微裂纹,反而缩短它的使用寿命。在扩散涂层上面附加一层陶瓷涂层封闭原涂层的显微缺陷,可以提高其使用寿命。有涂层的热电偶的热电势,与没有涂层的热电偶基本一致,其误差在容许范围之内。这种热电偶曾在平炉和转炉中进行过钢水连续测温试验,结果出现了乐观的现象。     

热障涂层对涡轮动叶冷却效果影响的数值研究

为了获得涡轮叶片热障涂层隔热效果和温度分度分布规律，以带有内部冷却结构的某型燃机高压涡轮动叶为基础模型，通过气热耦合的方法对有/无热障涂层保护下的高压涡轮动叶的冷却效果进行了数值计算，并通过改变热障涂层的厚度研究了热障涂层对叶片换热的影响规律。研究发现：涂有热障涂层后，叶片温度下降明显，越靠近前缘温度降低幅度越大，压力侧与吸力侧相比温度降幅更大；厚度为0.05～0.2 mm的热障涂层可使叶片金属表面平均温度降低21～49℃；随着涂层厚度等增加，叶片金属内部的温度分布将更加均匀。     

高压叶片泵的配流与消振

本文研究高压叶片泵中存在的配流冲击对油泵性能的影响。指出配流冲击是高压叶片泵的主要振源和噪声源,它直接影响到油泵的效率、可靠性和寿命。消除配流冲击的方法是在叶片泵配流器件——侧板上设置压力过渡区。侧板上的压力过渡计算是以相邻两个叶片组成的密封腔作为工作腔,定子环过渡曲线作为工作曲线。侧板与定子环工作的相对位置决定于压力过渡区的结构要素。     

基于热误差敏感度图的温度关键点选择方法

采用有限元法仿真计算了数控车削中心主轴箱的瞬态温度场分布及相应热变形位移,根据热误差敏感度导出了主轴箱的热误差敏感度图;运用小波图像压缩技术提取了512个有限单元结点作为侯选温度关键点;根据遗传优化算法原理,提出了流程图式的目标函数,并在Matlab软件中以M文件的形式编写目标函数,同步实现了温度关键点的选择以及与之匹配的热误差模型的建立.通过在数控车削中心的验证实验结果表明,根据优化关键点所建立的数控车削中心主轴箱热误差模型的计算精度较高.     

热辐射和绕组绝缘纸对自然对流下的变压器温度影响

为考虑在实际中热辐射和绕组绝缘纸对变压器自然对流的温度场影响,文中以 1台SSZ20-63000/110的油浸式变压器为原型,建立了包含垫圈、绝缘纸筒、压板、绕组绝缘纸和黑体热辐射的变压器热点温升物理计算模型,通过一种基于有限元的方法研究了热辐射和绕组绝缘纸对变压器自然对流的温度场影响。结果表明：在自然对流情况下,热辐射会使得绕组的热点温度和温升值发生小幅度升高,而绕组表层绝缘纸使得绕组的热点温度和温升值大幅度升高;热辐射不会影响热点的位置分布,而绕组绝缘纸会使热点位置发生下移;虽然热辐射对绕组的热点温度影响较小,但是和绕组绝缘纸一起考虑时影响较大。可见仿真计算时最好不要忽略热辐射和绕组绝缘层,否则与实际值相差过大。     

涡轮导向叶片热冲击双向耦合数值研究

航空发动机涡轮导向叶片热冲击过程是一个典型的固体变形场、温度场和流场三场耦合作用问题,工况复杂。基于流固热耦合理论,求解一维平板模型热弹性解析解;并进行数值模拟和对比分析,验证了双向耦合方法的有效性。应用建立的双向耦合方法对某涡轮导向叶片热冲击过程进行数值模拟,得到了涡轮导向叶片表面温度及热应力分布规律。研究表明,提出的双向耦合方法可以有效地预测涡轮导向叶片的温度及应力分布规律,计算温度与试验误差小于5%;应力集中处与试验中叶片破坏区域一致。研究对航空发动机涡轮叶片热冲击过程数值模拟提供了有效方法。     

混流式水轮机转轮应力场的有限元分析

混流式水轮机是大型水电站的重要设备之一,在运转中,水轮机转轮的叶片上常常有疲劳裂纹发生,本文借助于有限元法给出了叶片中的应力场,并提出了产生疲劳裂纹的原因,同时还讨论了叶片的工作载荷,为研究混流式水轮机转轮叶片的疲劳强度提供了有用的资料。     

透平叶片瞬态温度场的边界元计算

本文应用边界元法对二维稳志及瞬态热传导问题进行了计算分析,并对相应的边界积分方程的离散化及有关数值技术作了部分改进。本文最后计算并分析了航空涡扇发动机第一级静叶在进口燃气温度骤降过程中叶片温度场的瞬态变化,结果表明,边界元方法应用于瞬态温度场计算有着明显的潜在优越性。     

防火涂料破损后钢柱的温度分布

为了研究防火涂料的局部破损对钢柱抗火性能的影响,采用有限元分析方法对防火涂料局部破损的钢柱进行了温度分布研究。研究表明:火灾下防火涂料破损段温度可以按照无防火保护的构件进行升温计算;在防火涂料破损的交界面附近,温度分布有较短的(约300mm)过渡区域,过渡区域之后钢柱的温度分布又趋于均匀,防火涂料未破损段可以按照有防火保护的构件进行升温计算;腹板防火涂料是否破损对端部翼缘破损的钢柱温度分布影响不大。     

隔热涂层对磨床主轴动静压轴承热变形的影响研究

为了减少热变形,提高高速精密磨床砂轮主轴系统的精度,将隔热涂层应用于深浅油腔动静压轴承.应用FLUENT和ANSYS两个有限元软件联合仿真分析了不同厚度与不同热导率的隔热涂层在不同的动静压轴承供油压力、主轴转速等因素下的轴承热-结构特性.结果表明:动静压轴承的温度和热变形以及它们的均布程度,都随着隔热涂层厚度的增大逐渐降低,随着隔热涂层热导率的减小而减小,随着轴承供油压力的增加而减小,随着轴承主轴转速的减小而减小;隔热涂层还具有均化轴承温度场和热变形分布的作用.高性能隔热涂层将明显降低轴承主轴热变形并且使其热变形均布,最终明显提高高速精密磨床砂轮主轴系统的加工精度.     

基于在机测量的复杂曲面侧铣加工误差补偿研究

叶片类薄壁零件的加工误差测量与补偿,一直以来都是其精密加工的关键和难点。为了提高复杂曲面零件的加工效率与加工精度,采用基于在机测量的复杂曲面侧铣加工误差补偿方法。在复杂曲面零件侧铣加工后,测量并分析实际测点与设计曲面采样点间的误差。通过调整加工刀位实现复杂曲面侧铣加工的误差补偿。以一个叶片的侧铣加工与误差测量为实例,经侧铣加工、在线检测、误差分析、侧铣加工刀位调整、再加工测量等环节,通过实例零件的加工误差在机检测与调整刀位后的误差实验结果的比较,实例零件的加工精度有较大提高,验证了上述方法的有效性。