發(fā)布時間：2024-02-13 22:07

　　發(fā)動機渦輪葉片溫度監(jiān)測技術(shù)作為航空航天領(lǐng)域的尖端測試技術(shù),是評估葉片熱載荷分布、分析熱故障的最直接和最有效的方法,不僅在航空發(fā)動機研制階段為葉片的傳熱、氣動研究與強度設計提供重要依據(jù),也是高推重比航空發(fā)動機研制的技術(shù)瓶頸。因其在高溫、高壓、高負荷、多氣體條件下的運行,轉(zhuǎn)速高達10000轉(zhuǎn)/分鐘,測量難度大。本文針對發(fā)動機測試過程中的背景反射輻射和高溫燃氣光譜吸收等測量誤差問題,運用非接觸輻射溫度測量方法對葉片溫度測量進行了整體方案設計和系統(tǒng)搭建,主要研究工作如下:(1)論文詳細分析了渦輪葉片中的測試難點,深入研究國外通用電氣、羅羅公司和UTC三家主要的發(fā)動機設計公司的近些年研究狀況,提出了三波段溫度測量方案,解決溫度測量過程中熱反射背景輻射造成的影響。同時,針對測量過程中葉片上方漂浮的高溫燃氣產(chǎn)物對測試的影響,例如₂、₂等碳水化合物在光學視徑上對葉片的輻射光強的大量吸收,實驗先從普朗克黑體輻射原理和硬件設備的最小分辨率考慮,在滿足測試精度的要求下,通過對各個氣體的光譜吸收波段進行分析,選擇特定的窗口波段避開高吸收光譜波段。(2)基于三波段溫度...

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究的背景和意義
    1.2 發(fā)動機渦輪葉片溫度測量國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 渦輪葉片溫度測量難點分析
        1.2.2 渦輪葉片溫度測量國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究的內(nèi)容及章節(jié)概括
第二章 渦輪葉片輻射測溫理論
    2.1 輻射測溫原理
    2.2 輻射測溫的基本定律和關(guān)系
        2.2.1 普朗克輻射定律
        2.2.3 維恩定律與瑞利-金斯公式
        2.2.4 維恩位移定律與斯蒂芬-波爾茲曼定律
    2.3 輻射測溫的基本方法和原理
        2.3.1 亮度溫度測量
        2.3.2 比色溫度測溫
        2.3.3 多光譜溫度測量
    2.4 工作波長的選擇
    2.5 本章小結(jié)
第三章 輻射溫度測量系統(tǒng)設計與平臺搭建
    3.1 系統(tǒng)總體設計
    3.2 系統(tǒng)光路設計
    3.3 溫度測量方案
    3.4 機械結(jié)構(gòu)設計
        3.4.1 定焦式光學探頭的結(jié)構(gòu)設計
        3.4.2 變焦式光學探頭的結(jié)構(gòu)設計
    3.5 光學器件的選擇
        3.5.1 紅外光電探測器的選擇
        3.5.2 后端探頭采集光路設計和器件選擇
    3.6 溫度測量系統(tǒng)軟件設計
        3.6.1 Labview軟件測溫模塊及前面板設計
        3.6.2 Labview程序框圖設計
    3.7 本章小結(jié)
第四章 溫度標定及非線性曲線擬合
    4.1 高溫標定實驗設計及測試
        4.1.1 溫度標定的意義及目的
        4.1.2 標定實驗設備
        4.1.3 單點標定方法
        4.1.4 兩點標定方法
    4.2 非線性曲線擬合
        4.2.1 最小二乘法非線性擬合
        4.2.2 FirstOptimizationg曲線擬合工具
        4.2.3 曲線擬合效果
    4.4 本章小結(jié)
第五章 溫度測量及補償修正
    5.1 單波段溫度測量
    5.2 V-T曲線的距離補償
    5.3 輻射角度的測量影響
    5.4 三波段溫度測量
第六章 結(jié)論與展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士期間取得的科研成果



本文編號：3897282