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高焓高速气流总温热电偶测量技术研究

张绍武  
【摘要】:高焓高速气流的总温测量是高焓类试验研究、高焓高速风洞流场校测遇到的一个难题,在很多领域是依据试验而定的。高焓高速气流的总温测量技术(包括数理模型、测量方法、测量精度等)对于地面试验设备开展各项试验研究,尤其是涉及到高焓气流对飞行器作用的研究非常必要而且必须,值得深入研究。 高焓高速气流总温可以采用裸露热电偶和总温热电偶来测量。总温热电偶的基本结构通常由滞止室、热电偶丝、双孔绝缘瓷管等组成。总温热电偶具有结构简单、制作简便、温度恢复系数高、响应时间短、能测量点温度等特点,更适用于测量高焓高速气流总温。 本文总结了总温热电偶的国内外研究现状,通过课题研究,设计制作出合理的总温热电偶,用于不同条件的高焓、高速气流总温测量,针对高焓风洞和固体火箭发动机喷流温度高、冲击载荷大的特点,通过合理匹配总温热电偶的结构设计、材料选择和热偶丝焊接工艺、装配结构和工艺(解决可重复使用的问题),实现了高焓风洞(类似设备)高速气流和固体火箭发动机喷流的总温测量,通过不同方法的相互校核,证明获得的数据可信,采用该技术获得的测量数据误差较小。特别是,在电弧加热设备的强电磁场干扰环境中,采用特殊的屏蔽结构实现了这种强干扰环境下高焓气流的总温直接测量。


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