涂建强
,
刘德英
,
陈连忠
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2009.02.007
对内流热环境的热流测量方法进行了试验研究和模拟,对比分析了内流热环境与外流热环境的不同.采用超声速矩形湍流导管试验技术,利用等离子电孤加热器进行了内流与外流热环境的表面冷壁热流测量和材料考核试验.结果表明:在来流条件相同的情况下,与外流热环境下的测量值相比较,内流热环境下的冷壁热流值高出40%多,相同材料的背面温度高出400℃.通过直接测量的冷壁热流换算得到的热壁热流值却不到外流热环境下的热壁热流值的50%.因此,进行发动机防热设计时,必须进行材料考核试验,必须考虑材料的使用热环境,否则对材料的烧蚀性能的评估影响很大.
关键词:
内流热环境
,
外流热环境
,
热流模拟方法
,
热流密度
,
电弧加热器
涂建强
,
陈连忠
,
杨宪宁
,
琚印超
,
王琴
宇航材料工艺
采用等离子电弧加热器双模型矩形湍流导管试验技术模拟了发动机内流热环境,对背面喷涂了高辐射涂层的发动机防热材料进行了热防护性能考核.利用改进的试验件安装方法,在防热材料的背面提供了开敞式的常温环境,使防热材料的高温背面能够对周围常温环境辐射散热,模拟了防热材料背面的换热环境.采用K型热电偶和单色红外测温仪测量了防热材料背面高辐射涂层的温度.根据以上两种不同测温方式测量的温度曲线,得到了该背面喷涂的高辐射涂层材料的光谱发射率随温度的变化曲线.试验结果表明:背面喷涂了高辐射涂层的材料背面温度比材料背面没有涂层的低了81.1 K;当温度在1 103～1 153K时,该高辐射涂层材料的光谱发射率ελ(λ=1.6 μm)为0.89 ～0.77,随温度升高,ελ呈下降趋势.
关键词:
电弧加热器
,
内流热环境
,
发动机防热材料
,
背面高辐射涂层
,
光谱发射率
王臣
,
梁军
,
杜善义
材料科学与工艺
doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2007.04.036
电弧加热器流场特性是影响材料热化学烧蚀的关键因素之一,根据可压缩的轴对称N-S方程,对喷嘴的超声速自由射流、垂直冲击射流进行了数值模拟,采用k-ε湍流模型.计算得到自由射流流场结构的三个区域:射流核心区、射流卷吸区和射流湍流区,射流的速度分布具有不均匀性,其轴线射流速度存在较大变动;冲击射流近壁处存在着滞止区.所获得的喷嘴外部流场的流动状况以及冲击射流参数分布,如压力、温度和速度分布,可用于烧蚀试验和计算优化设计,流场计算结果与烧蚀实验值吻合.
关键词:
电弧加热器
,
流场特性
,
自由射流
,
冲击射流
,
烧蚀
欧东斌
,
陈连忠
,
张敏莉
,
陈思员
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2010.03.020
介绍了在电弧加热器上进行的SiC的抗氧化机制研究试验,根据SiC的主动、被动氧化机制,调试出相应试验条件并进行了模型试验.结果表明,SiC在一定的氧分压环境中,表面温度低于转捩温度时,会在表面形成SiO2薄膜,阻止氧向防热层内部扩散,降低了碳同氧的反应程度,阻止了基体碳的烧蚀;当表面温度高于转捩温度时材料发生主动氧化,材料表面发生烧蚀.
关键词:
抗氧化
,
SiC
,
电弧加热器
欧东斌
,
陈连忠
,
曲德军
,
陈峰
,
张骞
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2010.04.018
介绍了在电弧加热器试验设备上进行复合材料烧蚀/侵蚀试验技术,通过改进电弧加热试验设备和粒子播发系统,将石墨粒子均匀注入到高压混合室中,与高温空气混合后经过超声速粒子加速喷管形成烧蚀/侵蚀试验流场,对驻点模型进行试验,同时建立了相应流场参数的测试、计算方法.并对C/C和含钨C/C防热复合材料的抗粒子侵蚀性能进行了初步研究.结果显示有粒子流场的均匀性和重复性较好,能满足材料的烧蚀/侵蚀考核试验要求,且含钨C/C材料的抗粒子侵蚀性能高于C/C材料.
关键词:
烧蚀/侵蚀
,
电弧加热器
,
复合材料
欧东斌
,
陈连忠
,
陈海群
,
张友华
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2009.01.024
在电弧加热试验条件下,通过一定范围内压力和焓值的匹配,进行不同热流密度下的硅基复合材料驻点烧蚀试验,获得该防热材料的质量烧蚀率和有效烧蚀焓,并利用回归分析得出该防热材料质量烧蚀率与冷壁热流和驻点压力的试验关系式:mt=0.07232qs,cw O.08784ps0.1206;有效烧蚀焓与气流总焓、驻点压力和热壁焓的两个试验关系式,即Heff=2.0042H00.7753ps-0.08和Heff=1.0024(H0-Hhw)+6.1229.
关键词:
有效烧蚀焓
,
电弧加热器
,
回归分析
