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相变热图试验技术研究与应用

唐巧琪  
【摘要】: 相变热图试验技术是通过在飞行器表面喷涂具有一定相变温度的相变涂料来进行大面积热测绘的一项风洞试验技术。该技术主要是运用CCD摄像机与计算机组成的图像采集与处理系统,利用涂料发生相变的颜色变化信息,测定高超声速流场中模型表面气动加热的特性参数和热流分布情况。相变热图试验技术是一种非接触的全场测量技术,具有反应速度快、试验效率高、操作简单、成本低廉等优点,能够提供大量场分布信息数据,解决一些空气动力学、传热学等领域中面临的复杂传热问题。 本文介绍了近几年CARDC高超声速风洞相变热图试验技术的新进展和应用情况,对相变涂料的制备与喷涂、测试系统的改进与完善、以及相变图像处理软件的研制等方面内容进行了详细地论述。通过半球-圆柱体热流分布标模试验,得出模型表面的气动热测量结果,发现与相同试验条件下的热电偶测值吻合一致,从而验证了测试系统的可靠性,并给出了相变热图测试系统的测热精度。论文最后还对该技术今后的研究方向进行了展望。


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