燃油冷却面板传热特性试验与计算分析研究

采用热电偶测温、气壁红外测温及燃油样品裂解度测量等多种手段,在DJ-21电弧加热器上进行了燃油冷却面板传热特性试验。进行了共计19次燃油冷却面板传热特性试验,试验高状态对应平均热流为1.6MW/m2,低状态对应平均热流为1.1MW/m2;用于冷却的燃油质量流率为1.84～5.8g/s。为了反映冷却面板热流密度分布,以喷管三维流动计算结果作为输入条件,将计算得到的热流密度与试验测量的冷壁热流密度比较,用以确定流场计算方案、流场切取方案和热流密度计算方案。发展了冷却面板稳态准三维热分析程序,将等效热流对应的冷壁对流换热系数和燃气总温作为高温燃气侧的边界条件。使用热分析程序完成了相应的计算。通过试验与计算数据对比研究,表明热分析计算的可信性。试验验证了冷却面板的设计与加工是可行的。     

6061-T6铝合金激光诱导电弧焊轧复合成形组织性能

针对6061-T6热处理强化铝合金焊后由"接头软化"导致的力学性能严重下降等问题,提出激光诱导电弧填丝焊及焊后局部轧制复合成形工艺,利用焊接接头余高的局部变形辅助强化接头"过时效软化区".结果表明通过焊轧复合成形方法能得到成形良好且无缺陷的接头.与焊接接头相比,焊轧复合成形接头硬度整体更加均匀,软化最严重位置的硬度由7...     

电弧风洞中基于TDLAS的气体温度和氧原子浓度测试

电弧风洞是对防热材料/结构进行地面考核的关键设备,其流场参数是评估设备性能和品质的关键数据。由于高温气流的恶劣环境,尚无有效诊断手段。本文使用可调谐二极管吸收光谱技术(TDLAS),针对气流中氧原子,选用氧原子特征吸收谱线(λ=777.2nm),测量了电弧风洞中水冷平头圆柱体模型脱体激波后的气体温度和氧原子数密度,试验测量与工程计算结果较为一致。试验显示出TDLAS具有高温电弧风洞应用的潜在优势。     

阳极结构对电弧加热发动机性能和稳定性的影响

为了解决电弧加热发动机在低功率和低流量下工作稳定性差导致性能下降的问题,以氮气为推进剂,比较了两种阳极结构对发动机性能的影响,采用原有阳极结构,在低功率时推力比冲性能较差,在低流量时效率较低;而在收缩段采用绝缘体代替原有钨阳极的新结构后,可使发动机的推力、比冲和热效率等性能和稳定性均有明显提高,说明通过阳极结构的改进可以人为控制弧点位置,对于低功率电弧发动机性能具有较大的影响。     

弓网电弧辐射特性及对机场下滑信标的影响

为获得弓网电弧辐射特性及从理论上分析其对机场下滑信标的影响。选择典型电气化动车线路,首先基于CISPR16-1标准,利用电磁干扰接收机对电分相和普通点处的弓网电弧电磁辐射进行点频测试,获得了其在下滑信标台频谱内的辐射特性,然后基于电波传播理论,以电气化轨道平行跑道为例,分析了弓网电弧电磁辐射对飞机导航的影响。结果表明：电弧电磁辐射具有一定的随机特性,普通点处产生的电磁辐射场强小于电分相处;普通点的电磁辐射不会对飞机的导航产生干扰;当轨道距跑道中心的距离分别为700、120和60 m时,电分相拉弧点距下滑信标台天线的距离应分别小于3 291、546和249 m时才不会对飞机的导航产生干扰。本结果能够为轨道电气化和民用航空这两大工业体系在机场区域的电磁兼容性设计提供依据。     

人工神经网络技术在点焊质量控制中的应用研究

利用人工神经网络技术对交流电阻点焊的多个动态电参数进行融合处理,建立起以交流点焊过程中动态电参数作为输入空间;以熔核尺寸为输出空间,可用于实时在线检测和预测的低碳钢点焊质量监测系统。所建监测系统的熔核直径的平均预测误差小于5%,熔核高度的平均预测误差小于8%,完全可以满足工程实际的需要。     

RFSSW套筒外壁形貌优化设计及材料流动规律研究

对于回填式搅拌摩擦点焊工艺,套筒的最大下扎位置和套筒回抽路径上容易形成因材料流动不足而导致的孔洞和未填充缺陷,而套筒形貌是影响焊接过程中材料流动的主要因素。提出在套筒外壁开设倾斜凹槽的方法,在试验验证有限元模型正确性的基础上,利用数值模拟的方法对凹槽影响材料流动行为的规律进行分析。研究结果表明:倾斜凹槽有助于提高材料向下流动的速度。随着凹槽宽度增加,材料最大向下流动速度下降而材料高速向下流动的区域变大,当套筒宽度为0.75mm时,套筒促进材料向下流动的效果最为明显。     

电弧加热流场中的尖锥边界层转捩研究

电弧加热流场的热环境特性直接影响热防护系统的地面试验数据,为研究电弧加热流场热环境特性对于边界层转捩的影响,采用红外线热图技术,在电弧加热流场中进行了边界层转捩对尖锥模型气动热的影响研究。试验模型分为8°钢制尖锥、5°非金属和金属尖锥,结合数值计算,对试验结果进行了分析。结果表明,采用红外热像仪判读表面温度的方法进行转捩的判断是一种可行的方法,马赫数影响的雷诺数转捩判别准则可以用于电弧加热流场计算的转捩雷诺数。     

低功率电弧加热推力器喷管温度与性能

电弧加热推力器利用直流电弧放电加热推进剂,并将加热后的推进剂通过拉瓦尔喷管高速喷出产生推力。电弧加热推力器的性能与其喷管内部复杂的传热与流动以及能量转换过程密切相关。分别以纯氩、氮、氢气以及氢/氮混合气为电弧加热推力器的推进剂,在推进剂供给流量4～270mg/s,弧电流4～12A,环境压力低于20Pa的条件下,实时检测了自然辐射冷却及推进剂再生冷却喷管的电弧加热推力器在运行过程中的喷管外表面温度、弧电压、产生的推力等参数及其变化,综合分析了喷管温度变化对推力器性能的影响。