半透明固體材料高溫光譜輻射特性測量方法研究.pdf

1、近年來，在航空航天、新能源、化工等多個領(lǐng)域，涉及到半透明固體材料的熱輻射傳輸過程。半透明材料的輻射傳熱，特別是高溫下半透明材料的輻射傳熱對于提高設(shè)備性能至關(guān)重要，如高溫燃?xì)廨啓C(jī)葉片熱防護(hù)涂層內(nèi)部的輻射導(dǎo)熱耦合換熱的研究對于涂層的生成，性能評估都十分重要，而半透明材料的輻射特性參數(shù)為輻射傳輸計算所必須的基本參數(shù)。本文針對半透明固體材料高溫光譜輻射特性的測量方法進(jìn)行了研究。
　　首先，高溫下，通過分析材料內(nèi)部輻射傳輸過程，建立了光譜發(fā)

2、射率與吸收、散射系數(shù)的關(guān)系。分析了考慮材料內(nèi)部散射影響時，需結(jié)合材料高溫下的光譜發(fā)射率及常溫下的散射系數(shù)，才能得到材料的吸收系數(shù)。建立了常溫下半透明固體材料的輻射特性測量方法，基于積分球測量實驗，反演得到材料的吸收、散射系數(shù)。
　　其次，提出了半透明固體材料光譜發(fā)射率測量方法-移動樣品法，介紹了雙基底法原理;建立了發(fā)射率測量原理公式;結(jié)合測量對象自身的特性，采用了Christiansen波長測溫與接觸測溫，并驗證了Christia

3、nsen波長測溫的可行性。
　　再次，研制了半透明固體材料高溫發(fā)射率測量系統(tǒng)，設(shè)計了電加熱裝置，采用Fluent仿真模擬驗證了此裝置加熱樣品的均勻性及溫度能達(dá)到預(yù)期要求。并進(jìn)行了SIC不透明樣品光譜發(fā)射率測量，其值與文獻(xiàn)吻合很好。同時，基于移動樣品法和雙基底法，分別采用電加熱和光譜儀附件A540裝置，以高純氧化鋁作為測試材料，進(jìn)行了100℃～700℃光譜發(fā)射率測量，將實驗結(jié)果進(jìn)行了對比分析;并對測量系統(tǒng)進(jìn)行了不確定度分析。