氧-乙炔烧蚀试验中热流密度的计算

《氧-乙炔烧蚀试验中热流密度的计算》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2011年12月宇航计测技术Dec．，2011第31卷第6期JournalofAstronauticMetrologyandMeasurementV01．31，No．6文章编号：1000一7202(2011)06一0012一03中图分类号：TQ3271氧一乙炔烧蚀试验中热流密度的计算文献标识码：A周燕萍魏莉萍郑会保孟祥艳刘运传王雪蓉李峙潋(山东非金属材料研究所，济南250031)摘要通过氧一乙炔烧蚀试验中改变氧气与乙炔气流量比值的一系列试验，研究了热流密度随其变化的规律，并利用一元线性回归方法，分区间拟合得到了热流密度与两种气体流量比值的数学关系式，经检验该关系式适用性较好，

2、为防热复合材料在氧一乙炔烧蚀试验中热流密度的变化提供了可靠的计算依据。关键词氧乙炔烧蚀试验热流密度线性回归分析复合材料CalculationonHeatFluxDensityinoxyacetyleneFlameTestZHOUYan-pingWEILi—pingZHENGHui_baoMENGXiang-yanLIUYumchuanWANGXue_rongLIShi—cheng(ShandongNon_metallicMaterialsInstitute，Jinan250031)AbstractPatternsofheatfluxdensitywiththedifferen

3、tfluxratiosofoxygentoacetyleneinoxyacetyleneflametestwasresearched．Andthemathematicrelationsbetweenheatfluxdensityandfluxratioofoxygentoacetylenehadbeenestablishediindifferentscopesusingsimplelinearregression．Beingverified，therelationisveryapplicableandcanbeusedtoprovidecredibleref—erenceso

4、nchangingheatfluxdensityinoxyacetyleneflametestofheat—shieldingcomposite．KeywordsOxygenAcetyleneAblationtestHeatfluxdensityLinearregressionanaly—sisComDositematerial引口针对烧蚀防热复合材料的性能评价，目前地面模拟的试验方法主要有氧一乙炔烧蚀、等离子体烧蚀、电弧风洞等，其中氧一乙炔烧蚀的实验装置简单、成本低、操作方便，是一种简便有效的模拟试验方法，可用于材料配方的筛选和烧蚀性能的初评[1]。火焰热流密度是氧一乙炔烧

5、蚀试验中的一个重要试验参数，其变化直接影响到试样的质量烧蚀率和线烧蚀率结果。目前，氧一乙炔烧蚀试验机测试用的火焰热流密度通常是固定值，即通过仪器本身接人的氧气和乙炔气的流量来确定。对于两种气体的流量改变后，热流密度如何变化没有研究。本文针对这一情况，对气体流量如何影响热流密度作了系统的试验，为防热复合材料烧蚀试验中热流密度的改变提供了可靠依据。收稿日期：2011一05—15基金项目：树脂基复合材料不同烧蚀条件下烧蚀性能演化规律研究(9140A12030207BQB)作者简俞：周燕萍(1980一)，女，工程师，主要研究方向；材料性能表征技术与研究。第6期氧一乙炔烧蚀试验中热流密

6、度的计算2实验部分2．1实验仪器Y§Ⅳ型氧一乙炔烧蚀试验机：陕西电器研究所。2．2实验条件参照标准GJB323A一96。本烧蚀试验机火焰烧蚀角度为90。，火焰喷嘴直径为2mm。试样初始表面到火焰喷嘴距离可调，在本文的实验中都设置为10mm。2．3实验原理火焰热流密度的测量方法是将通入冷却水的铜柱量热器置于氧一乙炔焰流中，通过测定量热器冷却水吸收的热量来测量传人量热器感受面的热量[2]。该试验中采用“水卡”量热计测定，其结果由计算机软件进行计算后直接输出，计算公式为q一垃掣(1)式中：q——热流密度，w／m2；‰——水的质量流量，kg／s；G——水在室温时的热容，J／(蛞·K)

7、；△T——一冷却水进出口的温差，K；A——一水冷量热器的受热面积，m2。3结果与讨论目前的氧一乙炔烧蚀试验机按照GJB323A一96要求只提供了一个标准气流量下的热流密度，即在氧气流量为1512L／h，压力为400kPa；乙炔流量为1116L／h，压力为95kPa，两气体流量的比值为1．35的情况下，热流密度为(4186．8±418．68)kW／m2。如果需要改变热流密度，气体流量应变化为多少并不可知。因此，需要测定其它气流量配比下的热流密度，找出规律，总结可以适用的计算方法。鉴于此实验中可调节的因素有