题名 | 同轴热电偶的响应特性分析与实验研究 |
作者 | 王兴虎 |
答辩日期 | 2018-05-21 |
文献子类 | 硕士 |
授予单位 | 中国科学院大学 |
授予地点 | 北京 |
导师 | 陈宏 |
其他责任者 | 中国科学院力学研究所 |
关键词 | 同轴热电偶 热乘积系数 热流传感器标定 壁面催化 |
其他题名 | Analysis of Response Characteristics and Experimental Research of Coaxial Thermocouple |
学位专业 | 流体力学 |
英文摘要 | 表面热流率是表征气动热环境的一项重要参数,但该物理量无法直接测量。通常先利用传感器测量温度,再根据温度和热流率之间的特定关系将温度转化为热流率。同轴热电偶热流传感器(简称:同轴热电偶)是一种基于半无限体传热理论的瞬态热流传感器,在将其测量出的温度转化为热流率时,热乘积系数直接关系到其测量精度。因此,同轴热电偶的热乘积系数一般需要标定。同时由于同轴热电偶具有响应快、灵敏度高、抗冲刷性强的特点,经常用于高温气体壁面催化效应的研究。 为了准确标定出同轴热电偶的热乘积系数,本文采用了突然浸入法。实验发现,标定过程中的一些参数的设定会影响结果的准确性。为了得到更准确的热乘积系数,本文总结出了更规范的标定方法:同轴热电偶的导通电阻尽量控制在3Ω以下,同轴热电偶浸入甘油的速度控制在50-150mm/s,其深度控制在约3mm。实验中还发现,通过给同轴热电偶加装套筒,可消除横向传热对标定结果影响。经过激波管实验验证,通过以上方法标定出的热乘积系数具有较高的准确性。 利用规范化之后的标定方法,本文研究了同轴热电偶端面结点导通方式对传感器响应特性的影响。研究发现,打磨导通的同轴热电偶的热乘积系数会受到结点的厚度(由砂纸粗细衡量)的影响,但并不随结点厚度单调变化。镀膜导通的同轴热电偶的热乘积系数和响应时间会受到镀膜的材料、形式、厚度的影响,相同的同轴热电偶在镀膜导通之后的热乘积系数比打磨导通时更大。 同时,本文利用同轴热电偶在激波风洞中研究了高温气体壁面催化效应。实验发现,总焓155kJ/mol、驻点压力9kPa、氧原子浓度23%的气流中,银表面驻点的热流比氧化铝表面高了65%,铜表面驻点的热流比氧化铝表面高了57%;空气的解离程度越高时,壁面催化效应产生的热流越大。
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语种 | 中文 |
内容类型 | 学位论文 |
源URL | [http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/73125] |
专题 | 力学研究所_高温气体动力学国家重点实验室 |
推荐引用方式 GB/T 7714 | 王兴虎. 同轴热电偶的响应特性分析与实验研究[D]. 北京. 中国科学院大学. 2018. |
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