借助电磁吸力触发的平面风洞换热系数测量方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种借助电磁吸力触发的平面风洞换热系数测量系统及方法，基于一维半无限大平板非稳态导热原理，通过对被测板状试验件进行加温，并施加采用电磁吸力触发的保温装置，该保温装置通过电磁吸力卸载及重力势能作用在测试过程中快速脱离被测板状试验件的上、下板状表面，达到换热系数测量原理要求的实验条件。通过对被测试验件进行加热及在表面覆盖保温装置，并通过电磁吸力触发方式剥离被测物体表面保温装置，实现被测物体表面的温度瞬间变化，使其更接近阶跃分布，在保持主流温度不变的条件下，实现换热系数测量。该换热系数测量方法及系统大幅降低了实验复杂度，从而减小了测量的不确定性。

【技术实现步骤摘要】
借助电磁吸力触发的平面风洞换热系数测量方法及系统
本专利技术涉及一种用于燃气轮机、发动机等热端部件温度场预估所用的表面换热系数测量方法及系统。该方法及系统适用于平面风洞条件，提出电磁吸力触发方法实现被测物体表面加温保温及温度瞬变，结合半无限大平板温度瞬变原理，实现更准确和更经济的表面换热系数测量。
技术介绍
地面燃气轮机、航空发动机等涡轮部件工作于高温燃气环境中，通常因为热负荷过高成为最易失效的部位之一，因此准确评估热端零件壁面的换热系数分布特征对涡轮部件热应力、热疲劳评估具有非常重要的意义。实验室条件下通常在燃气轮机/发动机模化等效工况下进行换热系数测量，并发展了薄膜热通量计、萘升华技术、氨-重氨技术等多种测量方法，但这些测量方法需在设定好的流动换热条件下稳定运行一定时间后获取测量结果，实验条件要求苛刻，实验周期长，误差大。近年来红外、液晶等非接触测温技术得到广泛应用，其对流场无影响、可获取二维温度分布。基于这些非接触测温技术，根据一维半无限大平板非稳态导热原理，已发展了瞬态法测量被测表面换热系数。如图1所示，一维半无限大物体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种借助电磁吸力触发的平面风洞换热系数测量系统，包括平面风洞试验段以及固定设置在所述平面风洞试验段中的被测板状试验件，所述平面风洞试验段用于提供具有稳定气流条件和温度条件的试验气流，所述被测板状试验件具有已知的物性参数，且所述被测板状试验件具备加热至恒定温度功能，其特征在于，/n所述被测板状试验件的上、下板状表面上分别设置有若干电磁铁，所述被测板状试验件的上、下板状表面上分别对应覆盖有上、下保温装置，所述上、下保温装置上设有与各所述电磁铁一一对应的金属片；/n所述被测板状试验件整体均匀地被加热至设定恒定温度后，所述上、下保温装置通过所述电磁铁与对应金属片之间的电磁吸力紧密无空隙地贴合在所述...

【技术特征摘要】
1.一种借助电磁吸力触发的平面风洞换热系数测量系统，包括平面风洞试验段以及固定设置在所述平面风洞试验段中的被测板状试验件，所述平面风洞试验段用于提供具有稳定气流条件和温度条件的试验气流，所述被测板状试验件具有已知的物性参数，且所述被测板状试验件具备加热至恒定温度功能，其特征在于，
所述被测板状试验件的上、下板状表面上分别设置有若干电磁铁，所述被测板状试验件的上、下板状表面上分别对应覆盖有上、下保温装置，所述上、下保温装置上设有与各所述电磁铁一一对应的金属片；
所述被测板状试验件整体均匀地被加热至设定恒定温度后，所述上、下保温装置通过所述电磁铁与对应金属片之间的电磁吸力紧密无空隙地贴合在所述被测板状试验件的上、下板状表面上；
所述平面风洞试验段中还设有若干重物，其中部分重物通过拉线与所述上保温装置连接，另一部分重物通过拉线与所述下保温装置连接，当同时断开各所述电磁铁后，所述上、下保温装置在无电磁铁吸力时在重物的拉动下快速脱离所述被测板状试验件的上、下板状表面。


2.根据上述权利要求所述的借助电磁吸力触发的平面风洞换热系数测量系统，其特征在于，所述上、下保温装置脱离所述被测板状试验件的上、下板状表面后，在各所述重物的作用下被脱离至不影响所述被测板状试验件附近气动条件的位置，如远离所述被测板状试验件被测表面的位置，或置于所述被测板状试验件的下游位置。


3.根据上述权利要求所述的借助电磁吸力触发的平面风洞换热系数测量系统，其特征在于，所述平面风洞用于提供所需的具有稳定气流条件和温度条件的试验气流，包括来流速度、速度分布、湍流度、温度等。


4.根据上述权利要求所述的借助电磁吸力触发的平面风洞换热系数测量系统，其特征在于，所述被测板状试验件安装于所述平面风洞试验段中，所述被测...

【专利技术属性】
技术研发人员：王沛，徐庆宗，刘军，肖向涛，杜强，刘红蕊，柳光，廉曾妍，王若楠，常胜，谢垒，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11