基于多波長光譜輻射火箭發(fā)動機燃氣溫度測試

目錄
前言　
第1章　緒論　1　
1.1　常用固體推進劑燃燒溫度測量方法　2　
1.1.1　熱電偶溫度測量方法　2　
1.1.2　其他溫度測量方法　3　
1.2　火箭發(fā)動機燃氣溫度測試方法應(yīng)用現(xiàn)狀　8　
1.2.1　接觸式測溫法的應(yīng)用研究現(xiàn)狀　8　
1.2.2　非接觸式測溫法的應(yīng)用研究現(xiàn)狀　8　
1.3　火箭發(fā)動機燃氣溫度測試難點分析　11　
1.4　本章小結(jié)　13　
第2章　溫度測量基礎(chǔ)　14　
2.1　溫度測量的基本術(shù)語　14　
2.1.1　關(guān)于溫度　14　
2.1.2　關(guān)于溫標　14　
2.1.3　溫度量值溯源　15　
2.2　接觸式溫度測量　16　
2.2.1　電阻溫度計　16　
2.2.2　熱電偶溫度計　17　
2.3　輻射溫度測量　18　
2.3.1　輻射測溫的基本概念　19　
2.3.2　輻射測溫的理論基礎(chǔ)　21　
2.3.3　常用輻射測溫方法　23　
2.3.4　輻射測溫的幾個重要概念　25　
2.4　本章小結(jié)　27　
第3章　多波長光譜輻射燃氣溫度測試　28　
3.1　燃燒室燃氣的熱輻射特性　29　
3.1.1　光譜輻射機理與溫度的關(guān)系　29　
3.1.2　燃氣熱輻射光譜特性分析　30　
3.1.3　發(fā)動機燃燒室黑體特性分析　31　
3.2　多波長光譜輻射燃氣溫度測試原理　33　
3.2.1　發(fā)射率和光譜發(fā)射率對輻射測溫的影響分析　33　
3.2.2　基于普朗克定律的多光譜輻射測溫　34　
3.2.3　光譜數(shù)據(jù)處理　35　
3.2.4　燃氣熱輻射光譜曲線特征驗證　38　
3.3　本章小結(jié)　40　
第4章　多波長光譜輻射燃氣溫度測試系統(tǒng)組成　41　
4.1　燃氣溫度測試系統(tǒng)總體設(shè)計　41　
4.2　多波長光譜儀　41　
4.3　測控系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)　44　
4.4　光譜傳輸系統(tǒng)　45　
4.5　燃氣溫度測試系統(tǒng)參數(shù)選擇　46　
4.5.1　光譜波段選擇　46　
4.5.2　光譜分析儀其他參數(shù)選擇　46　
4.6　本章小結(jié)　47　
第5章　燃氣溫度測試系統(tǒng)標定及測量驗證　48　
5.1　測溫系統(tǒng)標定原理　48　
5.1.1　光譜高溫儀測量模型　48　
5.1.2　光譜高溫儀標定　50　
5.2　黑體爐標定分析　52　
5.2.1　黑體爐標定裝置構(gòu)成　54　
5.2.2　黑體爐標定實驗結(jié)果分析　55　
5.3　鎢絲燈溫度測量驗證　56　
5.3.1　鎢絲燈溫度測量實驗系統(tǒng)　56　
5.3.2　鎢絲燈溫度測量結(jié)果分析　56　
5.4　本章小結(jié)　57　
第6章　燃氣溫度測試系統(tǒng)校準　58　
6.1　校準目的與要求　58　
6.1.1　校準目的與定義　58　
6.1.2　校準的依據(jù)與要求　58　
6.2　校準方法與設(shè)備　59　
6.2.1　測溫系統(tǒng)需要校準的計量特性　59　
6.2.2　測溫系統(tǒng)校準的標準及配套設(shè)備　59　
6.2.3　測溫系統(tǒng)校準方法和步驟　61　
6.2.4　測溫系統(tǒng)校準不確定度　62　
6.2.5　測溫系統(tǒng)校準實例　63　
6.3　本章小結(jié)　64　
第7章　非充氣式測溫系統(tǒng)設(shè)計與流場仿真　65　
7.1　非充氣式測溫系統(tǒng)組成與設(shè)計　65　
7.1.1　非充氣式測溫發(fā)動機總體設(shè)計　66　
7.1.2　壓強數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)　79　
　7.2　非充氣式測溫火箭發(fā)動機內(nèi)流場數(shù)值仿真　80　
7.2.1　非充氣式測溫火箭發(fā)動機數(shù)值仿真模型　80　
7.2.2　測溫火箭發(fā)動機尺寸對軸心溫度的影響　85　
7.2.3　散熱損失對軸心溫度的影響　86　
7.3　本章小結(jié)　92　
第8章　非充氣式火箭發(fā)動機燃燒室燃氣溫度測試　93　
8.1　推進劑理論燃燒溫度計算　93　
8.2　燃氣溫度測試實驗方案　94　
8.3　火箭發(fā)動機燃燒室燃氣溫度測試結(jié)果及分析　94　
8.3.1　P1推進劑燃燒室火焰溫度測試結(jié)果　94　
8.3.2　P2推進劑燃燒室火焰溫度測試結(jié)果　96　
8.3.3　P3推進劑燃燒室火焰溫度測試結(jié)果　97　
8.4　本章小結(jié)　98　
第9章　充氣式測溫系統(tǒng)設(shè)計與流場仿真　99　
9.1　充氣式測溫系統(tǒng)組成與設(shè)計　99　
9.1.1　充氣式測溫發(fā)動機詳細設(shè)計　99　
9.1.2　充氣系統(tǒng)　103　
9.2　充氣式測溫火箭發(fā)動機數(shù)值仿真模型　104　
9.2.1　物理模型和網(wǎng)格　104　
9.2.2　邊界條件　105　
9.3　充氣式測溫火箭發(fā)動機數(shù)值仿真結(jié)果及分析　105　
9.3.1　工況一條件下火箭發(fā)動機內(nèi)流場數(shù)值仿真　106　
9.3.2　工況二條件下火箭發(fā)動機內(nèi)流場數(shù)值仿真　115　
9.4　本章小結(jié)　126　
第10章　熱電偶測溫系統(tǒng)　127　
10.1　熱電偶測溫原理與選用　127　
10.1.1　熱電偶測溫原理　127　
10.1.2　熱電偶選用原則　128　
10.1.3　發(fā)動機測溫用鎢錸熱電偶的選用　128　
10.2　鎢錸熱電偶測溫系統(tǒng)組成　129　
10.2.1　系統(tǒng)組成原理　129　
10.2.2　鎢錸熱電偶傳感器　130　
10.2.3　熱電偶信號采集處理器　132　
10.2.4　鎢錸熱電偶測溫系統(tǒng)軟件　133　
10.3　鎢錸熱電偶校準　138　
10.3.1　300～1500℃鎢錸熱電偶校準　138　
10.3.2　1500～2300℃鎢錸熱電偶校準　139　
10.4　發(fā)動機鎢錸熱電偶測溫系統(tǒng)的測量不確定度分析　139　
10.4.1　鎢錸熱電偶校準不確定度分量u1　139　
10.4.2　保護支撐套管對熱電偶測頭的導熱影響u2　141　
10.4.3　熱電偶信號采集器測量不確定度分量u3　141　
10.4.4　合成標準不確定度　141　
10.5　本章小結(jié)　142　
第11章　充氣式火箭發(fā)動機燃燒室燃氣溫度測試　143　
11.1　推進劑理論燃燒溫度計算　143　
11.2　燃氣溫度測試實驗方案　143　
11.3　火箭發(fā)動機燃燒室燃氣溫度測試結(jié)果及分析　144　
11.3.1　F1推進劑發(fā)動機燃燒室燃氣溫度測試結(jié)果及分析　145　
11.3.2　F2推進劑發(fā)動機燃燒室燃氣溫度測試結(jié)果及分析　147　
11.3.3　F3推進劑發(fā)動機燃燒室燃氣溫度測試結(jié)果及分析　150　
11.4　本章小結(jié)　153　
第12章　燃溫測試結(jié)果重現(xiàn)性與相關(guān)性分析　154　
12.1　測試結(jié)果重現(xiàn)性分析　154　
12.1.1　鎢錸熱電偶測試結(jié)果重現(xiàn)性分析　154　
12.1.2　多波長光譜儀燃溫測試結(jié)果重現(xiàn)性分析　159　
12.1.3　小結(jié)　164　
12.2　鎢錸熱電偶法與多波長光譜測溫法相關(guān)性分析　164　
12.3　本章小結(jié)　166　
第13章　燃溫測試軟件及操作范例　167　
13.1　燃溫測試軟件介紹　167　
13.1.1　編程環(huán)境　167　
13.1.2　工作流程　167　
13.1.3　軟件模塊　168　
13.2　范例　169　
13.2.1　初始化模塊　169　
13.2.2　校準模塊　170　
13.2.3　溫度測量模塊　172　
13.2.4　數(shù)據(jù)處理軟件　174　
13.3　本章小結(jié)　175　
參考文獻　176