【技术实现步骤摘要】
本专利技术设及火箭发动机燃气温度的测试方法,属于温度测量
,具体设及 一种考虑多波长光谱福射的火箭发动机燃气温度测试方法。
技术介绍
火箭发动机燃气温度在推进剂燃烧机理研究、发动机结构设计和发动机防烧蚀设 计方面具有重要的参考价值。燃气温度,一方面是火箭发动机推进剂的重要能量参数,为推 进剂配方调节提供设计指导;另一方面,是表征流场特征及火箭发动机内弹道性能的主要 参考依据;同时,燃气温度也是影响火箭发动机内绝热层烧蚀性能的重要参数,为发动机热 防护提供设计依据。但是,由于火箭发动机工作环境恶劣,且燃气温度非常高(通常大于 3000K),燃气温度的测试是一项要求高、难度大的复杂技术,多年来一直没有真正解决。目 前,燃气温度测试方法基本上可W分为接触式测温法和非接触式测温法两大类。 接触式测温法如热电偶法,其局限性在于测量温度范围十分有限,一般用于2500K W下的温度测量,应用到火箭发动机燃气温度测量时,热电偶无法测量高温燃气温度;其 次,热电偶测温响应慢,具有一定的滞后性,不适合火箭发动机燃气温度的动态快速响应。 非接触测温方法中,适合火箭发动机燃气温度测试的方法并不多: 西北工业大学的徐朝启等人在《固体推进剂燃烧温度的双波长测试方法》提出了 一种双波长法测试固体推进剂燃烧温度。选取两个波长区间,得到两个区间光谱福射量的 比值,拟合光谱福射量比值和温度的关系式,在实验测得光谱福射量的前提下,通过拟合关 系式计算推进剂燃烧温度。该种双波长测温方法仍有一定的缺陷;(1)双波长测温法只能 选取两个特定的波长区间,不能表征其他波段的光谱福射量 ...
【技术保护点】
一种考虑多波长光谱辐射的火箭发动机燃气温度测试方法,其特征在于,包括如下步骤:S1、构建普朗克曲线数据库:根据普朗克定律,采用编程的方式,在200nm‑2000nm的波长范围内,预先计算获得1000K‑5000K范围内每一个温度点下波长与对应光谱辐射强度的普朗克曲线;S2、多波长光谱仪的标定:考虑到光谱强度在数据采集、处理过程中的损失,在1000K‑3000K温度范围内,采用黑体炉对多波长光谱仪进行标定,获得光谱辐射强度的损失函数,3000K以上,损失函数采用外推法处理,进而得到普朗克定律修正关系式;S3、在200nm‑2000nm的波长范围内,采集火箭发动机燃气辐射光谱中多个波长和相应的光谱辐射强度数据;S4、根据标定的损失函数,计算获取光谱辐射强度的补偿值;S5、根据燃气辐射光谱波长和对应的辐射强度补偿值,拟合实测光谱辐射强度公式,得到燃气辐射光谱波长与对应光谱辐射强度的实测关系曲线;S6、基于最小二乘原理,将光谱波长与对应光谱辐射强度的实测关系曲线与不同温度下的普朗克曲线进行匹配,当曲线的吻合程度最高时,即认为实测温度为普朗克曲线所表征的温度。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员:胡松启,陈雨,武冠杰,刘欢,马仕才,
申请(专利权)人:西北工业大学,
类型:发明
国别省市:陕西;61
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