【摘要】：覆蓋在客機(jī)蒙皮上的多孔材質(zhì)保溫層在飛機(jī)高空巡航期間容易凝結(jié)水分,聚集的水分不僅增加機(jī)體重量,降低其保溫隔音性能,還可能腐蝕機(jī)體,增加掩埋在蒙皮內(nèi)纜線及電子元件的故障風(fēng)險(xiǎn)。若能準(zhǔn)確測量蒙皮保溫層內(nèi)的水分含量,將有助于保溫層的科學(xué)保養(yǎng)維護(hù)。航空保溫棉作為一種低密度疏水性多孔材料,其水分含量的測量相較于高密度親水材料更具困難和挑戰(zhàn)性�；跓崦}沖原理的水分測量方法,可根據(jù)被測材料吸水前后的體積熱容(密度與比熱容的乘積)變化,由溫度響應(yīng)解算出相應(yīng)的水分含量,具有簡單可靠的優(yōu)勢,但要求被測介質(zhì)的幾何域?yàn)闊o限大。目前,仍然缺乏一種針對有限厚度客機(jī)蒙皮保溫層內(nèi)水分含量便捷測試的方法,以及簡單實(shí)用的測試設(shè)備。本文采用計(jì)算流體力學(xué)(CFD)模擬的方法,分析有限厚度被測區(qū)域及其邊界散熱對水分含量測量結(jié)果的影響,并提出有效的測量偏差修正方法。將客機(jī)蒙皮覆蓋的保溫層近似成嵌于兩塊平行平板間的多孔保溫材料,一側(cè)平板的厚度與熱物性與客機(jī)蒙皮一致,另一側(cè)與貨艙襯板一致,多孔保溫材料具有不同的厚度,且考慮平板兩側(cè)對環(huán)境的散熱。然后將有限厚度及邊界散熱導(dǎo)致的水分測量高估量擬合成經(jīng)驗(yàn)公式,再把實(shí)際操作過程中由于有限厚度造成的水分測量高估量扣除修正。最后將修正后的水分含量測量結(jié)果與天平稱重結(jié)果相比對,以此校驗(yàn)上述方法的準(zhǔn)確性。為便于水分的快速測量,本研究還設(shè)計(jì)建造了一體化的便攜式測量設(shè)備,包括設(shè)備主機(jī)與一個(gè)雙平行針探頭,由主機(jī)給探頭的發(fā)熱針供電發(fā)熱,并由另一平行針上的熱電偶采集溫升數(shù)據(jù),再把采集到的溫升數(shù)據(jù)解析出對應(yīng)的水分含量,最后輸出到設(shè)備的顯示屏上。其中水分含量的解算采用了基于溫度響應(yīng)數(shù)據(jù)庫的快速查找算法,根據(jù)溫度響應(yīng)與發(fā)熱針熱流之間的線性關(guān)系,先獲得探針任意發(fā)熱量下的溫度數(shù)據(jù),再把與測試溫升最接近的兩組體積熱容值按溫升接近程度加權(quán)平均,然后再求解出該體積熱容所對應(yīng)的水分含量。研究結(jié)果表明,對于厚度小于45 mm的保溫層,若忽略其有限厚度及邊界散熱,將造成水分含量的高估,且厚度愈小,水分的高估量愈大。而采用CFD模擬修正以后,多次多測點(diǎn)重復(fù)測量的水分含量平均值與天平稱重結(jié)果的一致性較好,大部分工況下測量偏差在1.0 kg H_2O/m~3以內(nèi),可以滿足工程使用需求。但是,對于同一被測試樣,采用本文提出的修正方法多次多測點(diǎn)重復(fù)測量結(jié)果一致性較差,特別是在高水分含量(約25 kg H_2O/m~3)時(shí),測量標(biāo)準(zhǔn)差一般高達(dá)5.0 kg H_2O/m~3。此外,本研究設(shè)計(jì)建造的便攜水分測量設(shè)備單次測量時(shí)間為100 s,水分求解時(shí)間在0.5 s以內(nèi),可以滿足客機(jī)保溫層內(nèi)水分的快速便捷測試需求。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：V250.2

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 齊格奇;;ISO制定食品中轉(zhuǎn)基因含量測量的新標(biāo)準(zhǔn)[J];世界標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量管理;2006年09期

2 諸鴻未;邵秋鳳;包紅娟;周麗佳;蔣瑩;;農(nóng)藥乳油中有害溶劑含量測量不確定度評估[J];上�；�;2017年03期

3 孫龍慶;林喜榮;;藻類含量測量儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];電子產(chǎn)品世界;2013年08期

4 邱立存,蔡建平,周志剛;磁性物含量測量抗干擾能力提高的研究[J];選煤技術(shù);2005年03期

5 占晨達(dá);;基于誤差分析的實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究——以“空氣中氧氣含量測量”實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例[J];教學(xué)儀器與實(shí)驗(yàn);2015年07期

6 黃善宗;;空氣中氧氣含量測量實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)[J];中小學(xué)實(shí)驗(yàn)與裝備;2007年01期

7 邱志祺;孫鐵強(qiáng);;互感式磁性物含量測量[J];中國科技信息;2013年12期

8 田琳;體內(nèi)骨鉛含量測量的研究進(jìn)展[J];中華勞動衛(wèi)生職業(yè)病雜志;2002年05期

9 黃玉云;;測氧有新招[J];發(fā)明與創(chuàng)新(中學(xué)時(shí)代);2012年01期

10 ;美卓推出全新的Metso LS~(TM)固含量測量技術(shù)[J];造紙信息;2012年02期

相關(guān)會議論文 前2條

1 郝麗麗;任慧;;原子吸收光譜法測定鋁合金中鉛含量測量結(jié)果的不確定度評定[A];真空電子技術(shù)—陶瓷金屬封接和真空電子與專用金屬材料分會年會專輯[C];2013年

2 馬鵬;孫宏清;舒復(fù)君;唐培家;;土壤樣品中~(90)Sr含量測量的蒙特卡羅模擬[A];第九屆全國核化學(xué)與放射化學(xué)學(xué)術(shù)研討會論文摘要集[C];2010年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前1條

1 戴炳仁;食品中的轉(zhuǎn)基因含量測量有新標(biāo)準(zhǔn)[N];中國國門時(shí)報(bào);2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

1 徐以恒;客機(jī)蒙皮保溫層水分含量的便捷測量[D];大連理工大學(xué);2018年

2 劉洋;基于DSP的泥沙含量傳感器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];太原理工大學(xué);2007年

3 張凱;基于偽隨機(jī)序列調(diào)制近紅外光測量植物葉片水分含量的研究[D];西安理工大學(xué);2016年

4 王聰;云水含量測量傳感器設(shè)計(jì)[D];南京信息工程大學(xué);2017年

5 奚俊;基于火焰光度法的鈉、鉀元素含量測量技術(shù)研究[D];北京交通大學(xué);2016年

，

本文編號：2707357