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備性能至關重要，如高溫燃氣輪機葉片熱防護涂層內部的輻射導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為輻射傳輸計算所必須的基本參數。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行了研究。
　　首先，高溫下，通過分析材料內部輻射傳輸過程，建立了光譜發(fā)

2、射率與吸收、散射系數的關系。分析了考慮材料內部散射影響時，需結合材料高溫下的光譜發(fā)射率及常溫下的散射系數，才能得到材料的吸收系數。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。
　　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到預期要求。并進行了SIC不透明樣品光譜發(fā)射率測量，其值與文獻吻合很好。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，進行了100℃～700℃光譜發(fā)射率測量，將實驗結果進行了對比分析;并對測量系統(tǒng)進行了不確定度分析。