亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        非平衡氣動(dòng)加熱條件下的材料熱響應(yīng)差異研究

        2018-01-08 05:52:23于明星白書欣徐曉亮曹占偉
        材料科學(xué)與工藝 2017年6期
        關(guān)鍵詞:超高溫駐點(diǎn)端頭

        于明星, 白書欣, 徐曉亮, 曹占偉

        (1.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 航天與材料工程學(xué)院,長(zhǎng)沙 410073;2.北京臨近空間飛行器系統(tǒng)工程研究所,北京 100076)

        非平衡氣動(dòng)加熱條件下的材料熱響應(yīng)差異研究

        于明星1,2, 白書欣1, 徐曉亮2, 曹占偉2

        (1.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 航天與材料工程學(xué)院,長(zhǎng)沙 410073;2.北京臨近空間飛行器系統(tǒng)工程研究所,北京 100076)

        針對(duì)風(fēng)洞燒蝕試驗(yàn)中碳/碳與超高溫陶瓷兩種復(fù)合材料存在熱響應(yīng)差異的問題,本文從材料壁面催化與非平衡流場(chǎng)氣動(dòng)加熱的機(jī)理出發(fā),基于兩種風(fēng)洞設(shè)備設(shè)計(jì)了3個(gè)燒蝕試驗(yàn)狀態(tài),并對(duì)可能影響材料熱響應(yīng)的重要因素進(jìn)行了分析.結(jié)果表明:在不同試驗(yàn)設(shè)備條件下,碳/碳端頭駐點(diǎn)溫度差異主要是由試驗(yàn)狀態(tài)調(diào)試偏差和溫度測(cè)量偏差造成的,而超高溫陶瓷端頭駐點(diǎn)溫度的差異主要是由不同條件氣流非平衡度不同、試件表面實(shí)際接受的熱流不同造成;對(duì)碳/碳材料而言,由于其壁面催化特性接近完全催化壁面,在試驗(yàn)設(shè)備選擇或狀態(tài)調(diào)試時(shí),可以不必考慮流場(chǎng)非平衡度的影響;而對(duì)于超高溫陶瓷材料,在試驗(yàn)設(shè)備的選擇上,則需要結(jié)合風(fēng)洞非平衡流場(chǎng)特點(diǎn),對(duì)試驗(yàn)考核的有效性做充分評(píng)估.相關(guān)結(jié)論可為碳/碳、超高溫陶瓷復(fù)合材料防熱性能的考核與評(píng)價(jià)提供參考與借鑒.

        復(fù)合材料;碳/碳;超高溫陶瓷;非平衡流場(chǎng);燒蝕試驗(yàn)

        碳/碳復(fù)合材料具有強(qiáng)度高、抗熱沖擊性能優(yōu)異、高熱流條件下抗燒蝕性好等優(yōu)點(diǎn),是國內(nèi)外航天器結(jié)構(gòu)與熱防護(hù)設(shè)計(jì)中廣泛使用的一種復(fù)合材料.超高溫陶瓷材料是一種高熔點(diǎn)硼化物、碳、氧化物組成的多元復(fù)合陶瓷材料,也是各國都在大力發(fā)展的新型抗氧化防熱材料.近年來,國內(nèi)外學(xué)者針對(duì)碳/碳與超高溫陶瓷材料的防熱性能進(jìn)行了大量的理論與試驗(yàn)研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn):雖然兩種防熱材料均具有良好的力學(xué)與抗燒蝕性能,但在相同的試驗(yàn)環(huán)境下,其熱響應(yīng)卻往往呈現(xiàn)出較大的差異性.隨著認(rèn)識(shí)的深入,研究者逐步將造成這種熱響應(yīng)差異的原因定位在非平衡流場(chǎng)條件下材料壁面催化特性的影響上,并對(duì)此開展了大量研究[1-8],相關(guān)成果[9-11]各自從理論分析與數(shù)值模擬方面證明了材料壁面催化特性在不同的飛行、試驗(yàn)條件下的確會(huì)對(duì)材料表面真實(shí)熱流有顯著影響,故針對(duì)碳/碳復(fù)合材料與超高溫陶瓷材料開展的風(fēng)洞燒蝕試驗(yàn),應(yīng)充分考慮流場(chǎng)非平衡特性及材料表面催化特性的影響[12-15].然而,流場(chǎng)化學(xué)非平衡、材料壁面催化、試驗(yàn)件熱響應(yīng)與試驗(yàn)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)是一個(gè)緊耦合問題,造成兩類防熱材料熱響應(yīng)差異性的影響因素較多,國內(nèi)外在針對(duì)不同影響因素開展系統(tǒng)性定量對(duì)比分析與驗(yàn)證方面的工作始終未見報(bào)道.

        本文以碳/碳與超高溫陶瓷材料為研究對(duì)象,從材料壁面催化與非平衡流場(chǎng)氣動(dòng)加熱的機(jī)理出發(fā),基于電弧風(fēng)洞、高頻等離子風(fēng)洞兩種設(shè)備設(shè)計(jì)了3個(gè)試驗(yàn)狀態(tài),并進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn),對(duì)可能影響材料熱響應(yīng)的重要因素進(jìn)行了分析,相關(guān)研究成果可為碳/碳與超高溫陶瓷材料防熱性能的考核與評(píng)價(jià)提供參考與借鑒.

        1 試 驗(yàn)

        1.1 試驗(yàn)材料

        如圖1所示,試驗(yàn)?zāi)P筒捎玫湫偷鸟v點(diǎn)燒蝕試驗(yàn)用球柱外形,分別由碳/碳復(fù)合材料和超高溫陶瓷加工而成,球頭半徑分別選用RA、RB兩種尺寸規(guī)格(RA=1.75RB),柱段尺寸分別為RL,A=0.42RA,RL,B=RB.其中,碳/碳端頭由純碳/碳毛坯件加工而成,其XY向?yàn)樘疾集B層鋪成的纖維織物,Z向?yàn)橐欢ㄩg距的穿刺纖維束,將穿刺增強(qiáng)的織物預(yù)浸瀝青碳化、石墨化,經(jīng)多周期循環(huán)后制成密度大于1.95 g/cm3的坯料,切取并加工成試驗(yàn)用球柱試件.

        超高溫陶瓷試件采用ZrB2基超高溫陶瓷粉體,通過熱壓燒結(jié)工藝壓制而成,并在ZrB2粉體中添加了適量含硅化合物(如SiC、ZrSi2、MoSi2、TaSi2等),以促進(jìn)ZrB2的致密化,同時(shí)改善其力學(xué)性能和抗氧化性能.

        圖1 燒蝕試驗(yàn)?zāi)P?/p>

        1.2 試驗(yàn)設(shè)備與測(cè)試方法

        試驗(yàn)分別在20 MW電弧風(fēng)洞及500 kW高頻等離子風(fēng)洞試驗(yàn)設(shè)備上完成.

        試驗(yàn)前對(duì)試驗(yàn)狀態(tài)參數(shù)包括壓力、熱流和總焓進(jìn)行測(cè)試,并在試驗(yàn)過程中對(duì)模型駐點(diǎn)溫度場(chǎng)測(cè)試.其中,壓力和熱流采用校測(cè)模型進(jìn)行測(cè)試,試驗(yàn)校測(cè)模型包括測(cè)壓和測(cè)熱各一件,校測(cè)模型表面各布置測(cè)壓點(diǎn)和測(cè)熱點(diǎn)(見圖2).

        表面熱流測(cè)量采用瞬態(tài)測(cè)熱法,即校測(cè)模型表面布銅塞式量熱計(jì),基本要求是:測(cè)熱模型的幾何結(jié)構(gòu)與真實(shí)試件相一致,以保證測(cè)量熱流與試件表面熱流相一致.基于一維熱流假設(shè)、已知銅塞性質(zhì)(密度和比熱)和厚度,利用量熱計(jì)背面溫升率的測(cè)量結(jié)果,測(cè)點(diǎn)表面熱流計(jì)算公式為

        (1)

        式中:q為熱流,W/m2;ρ為金屬的密度,kg/m3;δ為金屬厚度,m;Cp為金屬比熱,J/(kg·K);dT/dτ為背面溫升率,K/s.

        表面壓力由專用測(cè)壓球頭配合庫利特微型絕壓傳感器直接密封連接測(cè)量,測(cè)量孔徑為1 mm.

        圖2 測(cè)壓、測(cè)熱模型示意圖

        Fig.2 Manometer and calorimetric model: (a) manometer model; (b) calorimetri法相互測(cè)量印證.能量平衡法測(cè)氣體總焓的基本原理是熱力學(xué)第一定律,氣體獲得的能量等于輸入電能減去總的冷卻劑帶走的能量以及外部損失的能量.對(duì)于所有的實(shí)際開車過程,加熱器外表面溫度接近常溫,電弧加熱器的外表面通過對(duì)流或輻射機(jī)理造成的能量損失,以及電極或等離子體發(fā)生器材料的內(nèi)部損失,與輸入能量相比是小量,可以忽略,測(cè)焓方程可簡(jiǎn)化表示為

        (2)

        式中:H0為總焓,MJ/kg;I為電弧電流,A;U為電弧電壓,V;Cp為水比熱,J/(kg·K);Qi為第i支路冷卻水流量,kg/s;ΔTi為第i支路冷卻水溫升,K.

        音速流法的測(cè)量原理為:在超聲速電弧風(fēng)洞中,高溫氣流在噴管喉道處達(dá)到聲速,在已知喉道面積(A*)、氣體流量(Gt)和弧室壓力(P0)的條件下,利用一維平衡流動(dòng)的等熵關(guān)系可得氣流總焓:

        H0=5.082×10-3(P0A*/Gt)2.519.

        (3)

        模型駐點(diǎn)溫度采用比色高溫計(jì)進(jìn)行測(cè)試,對(duì)于灰體(即單色發(fā)射率不隨波長(zhǎng)而變)比色溫度等于真實(shí)溫度,對(duì)碳/碳和超高溫陶瓷等一般單色輻射系數(shù)變化較平緩的物體,比色溫度計(jì)測(cè)量的溫度接近真實(shí)溫度.

        1.3 試驗(yàn)狀態(tài)

        分別在2種設(shè)備(高頻等離子風(fēng)洞和電弧風(fēng)洞)、3個(gè)狀態(tài)下,針對(duì)碳/碳和超高溫陶瓷兩種材料端頭模型的熱響應(yīng)差異進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)研究,具體狀態(tài)參數(shù)見表1.

        表1 試驗(yàn)狀態(tài)

        試驗(yàn)的狀態(tài)參數(shù)基于平衡流加熱理論的三參數(shù)法提出,其實(shí)質(zhì)為根據(jù)典型飛行條件確定冷壁熱流、焓值和壓力參數(shù),實(shí)際調(diào)試時(shí)確保冷壁熱流、焓值滿足要求,壓力由具體流場(chǎng)自適應(yīng)確定.對(duì)于平衡流氣動(dòng)加熱條件,該方法可以確保材料表面接受的氣動(dòng)加熱(即熱壁熱流)相近,當(dāng)試驗(yàn)時(shí)間足夠長(zhǎng)、材料表面溫度達(dá)到平衡時(shí),材料表面溫度、表面燒蝕行為也相近.

        但實(shí)際上,對(duì)于表1所列的高焓、中/低熱流加熱條件,無論飛行條件還是地面風(fēng)洞試驗(yàn)條件,駐點(diǎn)附近流場(chǎng)都表現(xiàn)出明顯的非平衡特征.研究表明:地面試驗(yàn)條件的非平衡特征顯著高于飛行條件;不同地面設(shè)備相比,高頻等離子體風(fēng)洞的非平衡特征顯著高于電弧風(fēng)洞.

        2 試驗(yàn)結(jié)果

        2.1 高頻等離子體風(fēng)洞條件下熱響應(yīng)特性對(duì)比

        圖3為高頻等離子風(fēng)洞試驗(yàn)條件下端頭駐點(diǎn)溫度曲線,對(duì)比可知:碳/碳端頭駐點(diǎn)溫度率先達(dá)到平衡,而超高溫陶瓷端頭駐點(diǎn)溫度仍保持緩慢上升,但駐點(diǎn)溫度也呈現(xiàn)走平的趨勢(shì),截止t=500 s時(shí)刻,碳/碳端頭駐點(diǎn)平衡溫度約2 200 ℃,超高溫陶瓷端頭駐點(diǎn)溫度約1 380 ℃,即在相同試驗(yàn)環(huán)境條件下,同為RB的碳/碳、超高溫陶瓷端頭,其駐點(diǎn)平衡溫度的差異約820 ℃.

        圖3不同材料駐點(diǎn)溫度曲線(試樣尺寸相同,等離子風(fēng)洞)

        Fig.3 Stationary point temperature of same size in samecondition(plasma tunnel)

        2.2 電弧風(fēng)洞條件下熱響應(yīng)特性對(duì)比

        2.2.1RA尺寸模型

        圖4為電弧風(fēng)洞試驗(yàn)條件下RA尺寸端頭駐點(diǎn)溫度曲線,對(duì)比可知:在試驗(yàn)進(jìn)行至600 s之前,超高溫陶瓷端頭駐點(diǎn)溫度始終低于碳/碳端頭,其溫度偏差最大可達(dá)500~600 ℃;隨后,超高溫陶瓷端頭駐點(diǎn)溫度繼續(xù)升高,直至達(dá)到駐點(diǎn)燒蝕平衡溫度,其值約2 230 ℃,從圖4可以看出,該平衡溫度最終與碳/碳端頭的駐點(diǎn)溫度交匯.

        圖4不同材料駐點(diǎn)溫度曲線(試樣尺寸相同,電弧風(fēng)洞)

        Fig.4 Stationary point temperature of same sizeRAin same condition(arc tunnel)

        2.2.2RB尺寸模型

        圖5為電弧風(fēng)洞試驗(yàn)條件下RB尺寸端頭駐點(diǎn)溫度曲線,對(duì)比可知:當(dāng)試驗(yàn)進(jìn)行至480 s時(shí),碳/碳端頭駐點(diǎn)溫度已達(dá)到平衡,而超高溫陶瓷端頭駐點(diǎn)溫度仍保持緩慢上升,但駐點(diǎn)溫度也呈現(xiàn)出走平的趨勢(shì);碳/碳端頭駐點(diǎn)平衡溫度約2 100 ℃,超高溫陶瓷端頭駐點(diǎn)溫度約1 670 ℃, 即在相同試驗(yàn)環(huán)境條件下,同為RB的碳/碳、超高溫陶瓷端頭,其駐點(diǎn)平衡溫度相差約430 ℃.

        圖5不同材料駐點(diǎn)溫度曲線(試樣尺寸相同,電弧風(fēng)洞)

        Fig.5 Stationary point temperature of same sizeRBin same condition(arc tunnel)

        3 兩種材料熱響應(yīng)差異影響因素分析

        3.1 不同設(shè)備、狀態(tài)下兩種材料熱響應(yīng)特性差異

        圖6為表1所列狀態(tài)下兩類端頭的駐點(diǎn)溫度曲線.通過對(duì)比可以發(fā)現(xiàn):碳/碳端頭駐點(diǎn)溫度在不同設(shè)備、相近試驗(yàn)狀態(tài)下差別較小,最大偏差在300 ℃以內(nèi);而超高溫陶瓷端頭駐點(diǎn)溫度在不同設(shè)備、相近試驗(yàn)狀態(tài)下差別較大,其最大偏差可達(dá)820 ℃.

        圖6 端頭駐點(diǎn)溫度曲線

        3.2 兩種材料熱響應(yīng)差異影響因素分析

        對(duì)于尺寸相同、材料不同的兩種端頭,相同試驗(yàn)條件下(同為電弧風(fēng)洞流場(chǎng)或高頻等離子風(fēng)洞流場(chǎng)),造成不同材料模型駐點(diǎn)溫升曲線差異的可能原因主要有熱擴(kuò)散系數(shù)(比熱、密度、熱導(dǎo)率)、表面輻射系數(shù)、表面燒蝕行為以及材料壁面催化特性差異等幾種.當(dāng)試驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)足以使得材料內(nèi)部熱傳導(dǎo)趨于平衡的條件下,材料內(nèi)部的熱擴(kuò)散系數(shù)對(duì)駐點(diǎn)溫度的影響可以忽略,而前文對(duì)比的正是平衡溫度,因而熱擴(kuò)散系數(shù)的影響可以排除.測(cè)試結(jié)果表明,碳/碳材料由常溫到高溫的表面輻射系數(shù)為0.9~0.6,超高溫陶瓷材料的表面輻射系數(shù)為0.89~0.66,二者十分接近,因而表面輻射系數(shù)的影響也可排除.試驗(yàn)初期,超高溫陶瓷材料表面無明顯燒蝕,對(duì)表面溫度影響很小,碳/碳材料雖有顯著燒蝕,但研究表明其氧化燒蝕并不對(duì)材料表面溫度造成顯著影響,因而,表面燒蝕行為不是造成兩種材料模型表面溫度差異的主要原因.這樣,試驗(yàn)件駐點(diǎn)平衡溫度差異僅與材料壁面催化特性相關(guān),意即兩種材料模型溫度的差異可能由超高溫陶瓷壁面催化系數(shù)遠(yuǎn)低于碳/碳材料造成(總焓中作為化學(xué)焓形式存在的部分能量未能在材料表面完全釋放,致使超高溫陶瓷材料壁面溫度偏低).而材料催化特性研究結(jié)果也表明,碳/碳材料接近完全催化,超高溫陶瓷材料接近完全非催化,與上述試驗(yàn)現(xiàn)象吻合.這種差異還可能與材料表面燒蝕與流場(chǎng)的耦合化學(xué)反應(yīng)相關(guān),通過這種耦合反應(yīng),也可使以化學(xué)焓形式存在的部分能量得以在材料表面釋放出來.超高溫陶瓷RA尺寸模型在試驗(yàn)后半程溫度逐步與碳/碳模型接近,可能是由于隨著溫度升高超高溫陶瓷材料的催化特性逐步按近完全催化,也可能是由于該條件下材料表面氧化機(jī)制、表面燒蝕與流場(chǎng)發(fā)生耦合反應(yīng)使以化學(xué)焓形式存在的能量得以釋放.

        3.3 相同材料在不同設(shè)備、條件的熱響應(yīng)差異影響因素分析

        對(duì)于碳/碳材料,在試驗(yàn)狀態(tài)十分接近的情況下,由于材料趨于完全催化壁面,且碳/碳材料在該溫度范圍內(nèi)的表面燒蝕為擴(kuò)散控制機(jī)制,氮、氧原子中貯存的能量在材料表面得以完全釋放,故不同尺寸的碳/碳端頭駐點(diǎn)溫度在達(dá)到平衡后,在量值上應(yīng)相同,而不同狀態(tài)下實(shí)測(cè)的模型駐點(diǎn)溫度仍有一定差異,其原因可能由熱流測(cè)量偏差與紅外測(cè)溫偏差導(dǎo)致.大量測(cè)試結(jié)果表明,地面試驗(yàn)條件下,熱流的測(cè)試偏差為10%~20%,紅外測(cè)溫的偏差也在100 ℃量級(jí),不同狀態(tài)下實(shí)測(cè)溫度有300 ℃以內(nèi)的差異,與相關(guān)測(cè)量參數(shù)的偏是相符的.

        對(duì)于超高溫陶瓷材料,其不同狀態(tài)下的表面溫度差異遠(yuǎn)大于碳/碳材料,除測(cè)試偏差應(yīng)不是造成這種差異的主因,主要是與不同狀態(tài)下流場(chǎng)差異相關(guān),具體如下:

        1)在相同設(shè)備、試驗(yàn)狀態(tài)十分接近的情況下,RA模型的溫度顯著高于RB模型.由于模型由同種材料制成,其熱擴(kuò)散特性、熱輻射特性及催化特性均相同,數(shù)值分析結(jié)果表明:試驗(yàn)過程中的表面燒蝕差異并不會(huì)造成模型溫度產(chǎn)生如此大的差值.造成這種差異的根本原因應(yīng)該是兩種試驗(yàn)條件的非平衡度不同,即尺寸小的模型激波脫體距離短,離解的氣體原子復(fù)合時(shí)間短,物面上氣流化學(xué)焓比尺寸大的模型高,在完全非催化或有限催化條件下,材料表面接受的氣動(dòng)加熱較低.

        2)對(duì)于同為RB模型的超高溫陶瓷端頭,高頻等離子風(fēng)洞試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果表明,駐點(diǎn)溫度平衡至1 268 ℃,整體溫度水平較低;而電弧風(fēng)洞試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果表明,駐點(diǎn)溫度曲線有波動(dòng),最高溫度約2 000 ℃.對(duì)比可知:超高溫陶瓷端頭在高頻等離子風(fēng)洞試驗(yàn)中表現(xiàn)出遠(yuǎn)低于電弧風(fēng)洞試驗(yàn)條件下的駐點(diǎn)溫度,該現(xiàn)象可歸因于高頻等離子風(fēng)洞環(huán)境條件下流場(chǎng)的非平衡度更高,化學(xué)焓在總焓中所占的比例高于電弧風(fēng)洞,而超高溫陶瓷材料壁面催化系數(shù)很低,接近完全非催化,這部分化學(xué)焓無法充分釋放,雖然調(diào)試熱流(傳感器表面材料為銅,接近完全催化,測(cè)量得的熱流接近平衡態(tài)熱流)相近,高頻等離子風(fēng)洞中模型表面實(shí)際接受的氣動(dòng)加熱顯著低于電弧風(fēng)洞.

        4 結(jié) 論

        1)在超高溫陶瓷材料表面無明顯燒蝕的情況下,端頭駐點(diǎn)溫度顯著低于碳/碳材料;電弧風(fēng)洞與高頻等離子風(fēng)洞試驗(yàn)環(huán)境下的試驗(yàn)結(jié)果表明,碳/碳端頭駐點(diǎn)溫度接近,而超高溫陶瓷端頭駐點(diǎn)溫度差異較大.

        2)超高溫陶瓷端頭駐點(diǎn)溫度低于碳/碳端頭的根本原因在于地面試驗(yàn)條件為非平衡流場(chǎng),兩類材料的催化特性有很大差異,碳/碳接近完全催化,實(shí)際接受的氣動(dòng)加熱量更大,其熱流值接近平衡態(tài)熱流或?qū)崪y(cè)熱流,而超高溫陶瓷接近完全非催化,實(shí)際接受的熱流低于實(shí)測(cè)熱流.這種差異還可能與材料表面燒蝕與流場(chǎng)的耦合化學(xué)反應(yīng)相關(guān),通過這種耦合反應(yīng),也可使以化學(xué)焓形式存在的部分能量得以在材料表面釋放出來.

        3)不同試驗(yàn)設(shè)備條件下,碳/碳端頭駐點(diǎn)溫度差異主要是由狀態(tài)調(diào)試偏差和溫度測(cè)試偏差造成的;超高溫陶瓷端頭駐點(diǎn)溫度的差異主要是由不同條件氣流非平衡度不同、試件表面實(shí)際接受的熱流不同造成的.

        4)對(duì)碳/碳材料而言,由于其壁面催化特性接近完全催化壁面,在試驗(yàn)設(shè)備選擇或狀態(tài)調(diào)試時(shí),可以不必考慮流場(chǎng)非平衡度的影響;而對(duì)于超高溫陶瓷材料,在試驗(yàn)設(shè)備的選擇上,則需要結(jié)合風(fēng)洞非平衡流場(chǎng)特點(diǎn),對(duì)試驗(yàn)考核的有效性做充分評(píng)估.

        [1] KENDALL R M. An analysis of the chemically reacting boundary layer and charring ablator. Part V: a general approach to the thermochemical solution of mixed equilibrium-nonequilibrium, homogeneous or heterogeneours systems[R]. NASA CR-1064, 1968.

        [2] HSIEH C. Surface ablation of silica-reinforced composites[R]. AIAA-73-1181,1973.

        [3] GEORGE R I. Nonequilibrium boundary-layer effects on the aerodynamic heating of hypersonic waverider vehicles[J]. Journal of Thermophysics and Heat Transfer, 1995, 9(4): 595-604.

        [4] SCOTT C D. Effects of nonequilibrium and catalysis on shuttle heat transfer[R]. AIAA-83-1485,1983.

        [5] GOKCEN T. Effects of Freestream nonequilibrium on convective heat transfer to a blunt body[R]. AIAA-95-0156,1995.

        [6] RANUZZI G, GRASS F, BISCEGLIA S. Effects of the surface catalysis on high-enthalpy shock-wave/turbulent boundary-layer interactions[R]. AIAA-2005-3219,2005.

        [7] SCOTT C D, STEPHEN M D. Catalytic recombination and space shuttle heating[R]. AIAA-82-0841,1982.

        [8] SERPICO M, MONTI R, SAVINO R. Heat flux on partially catalytic surfaces in hypersonic flows[J]. Journal of Thermophysics and Heat Transfer, 1998, 35(1): 9-15.

        [9] CARDEN W A. Experimental heat transfer to hemispheres in nonequilibriun dissociated hypersonic flow with surface catalysis and second-order effects[R]. AIAA-66-3,1966.

        [10] GNOFFO P A, INGER G R. Analytic corrections to computational heating predictions accounting for changes in surface catalysis[J]. Journal of Spacecraft and Rockets, 1998, 35(4): 417-423.

        [11] BARBATO M, GIORDANO D, MUYLAERT J, et al. Comparison of catalytic wall conditions for hypersonic flow[J]. Journal of Thermophysics and Heat Transfer, 1996, 33(5): 620-627.

        [12] FILIPPIS F D, SAVINO R, MARTUCCI A. Numerical-experimental correlation of stagnation point heat flux in high enthalpy hypersonic wind tunnel[R]. AIAA-2005-3277,2005.

        [13] PARK C. Assessment of two-temperature kinetic model for ionizing air[R]. AIAA-87-1574,1987.

        [14] LIOU M S. Ten years in the making-AUSM-family[R]. AIAA-2001-2521,2001.

        [15] LIOU M S. A futher development of the AUSM+ scheme towards robust and accurate solutions for all speeds[R]. AIAA-2003-4116,2003.

        Thedifferenceinthethermalresponseundernon-equilibriumaerodynamicheat

        YU Mingxing1,2, BAI Shuxin1, XU Xiaoliang2, CAO Zhanwei2

        (1.School of Aerospace and Materials Engineering, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China; 2.Beijing Institute of Nearspace Vehicle′s System Engineering, Beijing 100076, China)

        In this paper, considering the difference of the thermal responses between C/C and ultra high temperature ceremics (UHTC) in wind tunnel ablation tests, three conditions based on two heating facilities have been designed, and the important factors influencing the thermal responses have also been analyzed from the viewpoint of materials surface catalytic and non-equilibrium flow field aerodynamic heat. The results indicated that, the difference in the stagnation temperature of C/C ends using the different testing facilities is mainly caused by the debugging deviation and temperature measurement deviation under testing conditions, whereas the difference in the stagnation temperature of UHTC ends is mainly attributed to the different in the non-equilibrium degree and the actual surface heat flow. When selecting the testing facilities, non-equilibrium degree of the flow field needs not to be considered due to the fact that C/C surface catalytic properties are close to fully catalytic one, whereas, for UHTC, the non-equilibrium flow field should be considered to fully assess the validity of the testings. The results obtained in this work can shed more insights on the assessment and evaluation of the thermal protection performance for the C/C, and UHTC composites.

        composites; C/C; UHTC; non-equilibrium flow; ablation test

        2017-07-12. < class="emphasis_bold">網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間

        時(shí)間: 2017-11-06.

        國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51506008).

        于明星(1969—),男,研究員.

        于明星,E-mail:ymxchyh@sohu.com.

        10.11951/j.issn.1005-0299.20170255

        TB332

        A

        1005-0299(2017)06-0016-06

        (編輯程利冬)

        猜你喜歡
        超高溫駐點(diǎn)端頭
        紅外線超高溫瞬時(shí)滅菌機(jī)(UHT)
        高地壓、強(qiáng)沖擊條件下整體中置式新型端頭支架應(yīng)用
        基于PC-Crash的公路護(hù)欄端頭安全性評(píng)價(jià)方法研究
        斯倫貝謝公司推出高溫隨鉆測(cè)井技術(shù)解決方案
        中煤大屯公司簡(jiǎn)易端頭支架研制與應(yīng)用
        昆2加深井超高溫聚胺有機(jī)鹽鉆井液技術(shù)
        基于游人游賞行為的留園駐點(diǎn)分布規(guī)律研究
        中國園林(2018年7期)2018-08-07 07:07:48
        合成鋰皂石用作超高溫水基鉆井液增黏劑實(shí)驗(yàn)研究
        利用遠(yuǎn)教站點(diǎn),落實(shí)駐點(diǎn)干部帶學(xué)
        利用遠(yuǎn)教站點(diǎn),落實(shí)駐點(diǎn)干部帶學(xué)
        国产精品98福利小视频| 久久婷婷五月综合色丁香| 337p人体粉嫩胞高清视频| 乱人伦视频中文字幕| 国内久久婷婷精品人双人| 日本一区二区久久精品亚洲中文无| 麻豆精品一区二区三区| 精品国际久久久久999波多野 | 亚洲国产精品国自拍av| 亚洲精品久久7777777| 欧美巨大性爽| 亚洲av成人在线网站| 色综合中文字幕综合网| 国产精品亚洲av无人区一区香蕉| 日韩乱码人妻无码中文字幕久久| 无码少妇一级AV便在线观看| 久久亚洲精彩无码天堂| 精品久久人妻av中文字幕| 亚洲va欧美va日韩va成人网| 亚洲中久无码永久在线观看同 | 免费观看又污又黄的网站| 国产一区二区欧美丝袜| 日本久久久精品免费免费理论| 久久不见久久见www日本网| 特级做a爰片毛片免费看108| 国产午夜亚洲精品不卡福利| 日韩国产有码精品一区二在线| 极品av一区二区三区| 国产激情视频一区二区三区| 国产午夜精品电影久久| 国产高跟丝袜在线诱惑| 亚洲国产一区二区三区精品| 国产99久久久国产精品免费看| 亚洲国产综合人成综合网站| 青青草视频国产在线观看 | 精品乱码一区二区三区四区| 日韩av免费在线不卡一区| 日本道免费一区二区三区日韩精品| 美女张开腿让男人桶爽| 色综合久久丁香婷婷| 国产精品三级av一区二区|