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气动加热下高温陶瓷材料的红外辐射机理与特性
  • ISSN号:1001-9014
  • 期刊名称:红外与毫米波学报
  • 时间:0
  • 页码:268-272
  • 语言:中文
  • 分类:TK124[动力工程及工程热物理—工程热物理;动力工程及工程热物理—热能工程]
  • 作者机构:[1]哈尔滨工业大学能源科学与工程学院,黑龙江哈尔滨150001
  • 相关基金:基金项目:国家自然科学基金项目(No.90816022、No.50776026)
  • 相关项目:高速气流中微液滴蒸发的热辐射动力学效应研究
中文摘要:

从分析材料内部热辐射与导热耦合传热温度场、表面反射及折射之间的内在关系出发,建立了气动加热下高温陶瓷材料的红外辐射模型.采用控制容积法结合蒙特卡罗法和谱带模型,数值模拟了红外辐射能在材料内部的传递及出射过程.引入介质影响因子,分析了材料的红外辐射机理和外部气动热流对材料红外辐射特性的影响.结果表明,高温陶瓷材料内部热辐射的光谱选择性与温度场的耦合,导致高温陶瓷材料的红外发射率随气动热流变化而变化.由于陶瓷材料在紫外和中远红外谱带范围对辐射的吸收非常强,而在近红外和可见光谱带范围对辐射吸收较弱,随气动热流密度增大,对陶瓷材料表面红外辐射产生贡献的内部热辐射区域增大,但材料的红外发射率降低.

英文摘要:

An infrared radiation model for high temperature ceramics under aerodynamic heating condition was developed by analyzing the relationships between the internal thermal radiation, the temperature field of heat transfer, as well as the reflection and refraction at surface. The control volume method combined with the Monte Carlo method and spectral model were used to simulate the radiation heat transfer in the ceramics and outgoing process. The medium effect factor was introduced to analyze the infrared radiation mechanism of the material and the effects of aerodynamic heating on the infrared characteristics. The results show that the coupling of spectral selectivity of thermal radiation inside the high temperature ceramics of the temperature field results in the dependence of material infrared emissivity on the heat flux of aerodynamic heating. The high temperature ceramics absorbs radiation in ultraviolet, mid-infrared, and far infrared intensively while absorbs radiation in visible spectra and near infrared weakly. So, the effective region inside the material, where the thermal radiation of medium can contribute to the infrared emission of the material surface, enlarges with the increase of aerodynamic heating, but the infrared emissivity of material decreases.

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期刊信息
  • 《红外与毫米波学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院上海技术物理研究所 中国光学学会
  • 主编:褚君浩
  • 地址:上海市玉田路500号
  • 邮编:200083
  • 邮箱:jimw@mail.sitp.ac.cn
  • 电话:021-25051553
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-9014
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1577/TN
  • 邮发代号:4-335
  • 获奖情况:
  • 1992、1996年获全国优秀学术期刊一等奖,1999年首届国家期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),瑞典开放获取期刊指南,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:8778