Разработка методического и алгоритмического обеспечения тепловых испытаний материалов и элементов конструкции в стендах с газоразрядными источниками излучения

• Автор: Мьо Тан
• Шифр специальности: 05.07.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 183 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
Глава 1. Состояние проблемы тепловых испытаний в стендах с газоразрядными источниками излучения и постановка задачи исследования
1.1. Характеристики газоразрядных источников излучения и свойства кварцевых стекол
1.1.1. Характеристики газоразрядных источников излучения и область их применения
1.1.2. Свойства кварцевых стекол
1.2. Установки для тепловых испытаний с использованием газоразрядных источников излучения
1.2.1. Схемы нагревательных блоков и установок с трубчатыми газоразрядными источниками излучения
1.3. Методы расчета радиационного и радиационно-кондуктивного теплообмена в замкнутой системе с газоразрядными источниками излучения
1.3.1. Зональный метод расчета радиационного теплообмена
1.3.2. Обобщенный зональный метод расчета радиационного теплообмена
1.3.3. Метод расчета радиационного теплообмена, предложенный Г.Л. Поляком (метод сальдо)
1.3.4. Основные особенности расчета радиационного теплообмена методом Монте-Карло
1.3.5. Метод расчета сопряженной задачи радиационно-кондуктивного теплообмена
1.4. Роль формы отражателя и прозрачности источника в формировании потока излучения на поверхности объекта испытания

1.5. Постановка задачи исследования
Выводы по главе
Глава 2. Теория расчета радиационно-кондуктивного теплообмена в системе со спектрально-селективными свойствами
2.1. Особенности радиационного теплообмена в рабочем участке стенда с газоразрядными источниками излучения и его математическая модель
2.2. Математическая модель, метод и алгоритм решения сопряженной задачи радиационно-кондуктивного теплообмена в рабочем участке стенда с ГИИ
2.3. Физическая модель водоохлаждаемого газоразрядного источника
излучения и его коэффициент полезного действия
Выводы по главе
Глава 3. Выбор параметров нагревательного блока, анализ теплового режима объекта испытаний и алгоритм его моделирования
3.1. Выбор формы рефлектора для нагревателя с газоразрядными источниками излучения
3.2. Анализ влияния спектральных характеристик излучения на температурное состояние объекта испытания
3.3. Выравнивание неравномерности температурного поля образца по его ширине, вызванной особенностями конструктивной схемы рабочего участка
3.4. Алгоритм моделирования теплового режима объекта испытания 132 Выводы по главе 3
Глава 4. Тепловой режим оболочек водоохлаждаемого ГИИ и
экспериментальная проверка основных результатов исследования
4.1. Тепловой режим водоохлаждаемых оболочек газоразрядного источника излучения

4.2. Описание экспериментальной установки
4.3. Экспериментальная проверка основных результатов и допущений расчета теплообмена в рабочем участке стенда
Выводы по главе
Основные выводы и результаты
Список литературы

1.3. Методы расчета радиационного и радиационно-
кондуктиеного теплообмена в замкнутой системе с газоразрядными источниками излучения
Одной из главных задач расчета теплообмена в рассмотренных в п. 1.2. системах является определение результирующего потока, обеспечивающего требуемое температурное состояние испытуемого образца или выполнение технологической операции. Проводимые с этой целью расчеты радиационного и радиа-ционно-кондуктивного теплообмена существенно упрощаются, если система оказываемая замкнутой. Любой из представленных выше рабочих участков стенда или установки радиационного нагрева редко можно считать абсолютно замкнутой системой. В них практически всегда присутствуют различного рода технологические отверстия, зазоры между отдельными элементами конструкции или просто открытые участки между нагревательным блоком и поверхностью объекта нагрева. Несмотря на это обстоятельство, каждую из таких систем можно считать условно замкнутой или просто замкнутой, придавая всем поверхностям (в том числе и условным) определенные оптические свойства и температуру (или тепловой поток). В этом случае для каждой из этих поверхностей может быть рассчитано количество подводимой и отводимой энергии излучения. Отверстия (щели) в замкнутых системах рассматриваются как условные (мнимые) поверхности, например, со свойствами абсолютно черной поверхности с температурой равной нулю К. Энергия излучении, проникающего в замкнутую систему сквозь отверстие, определяет плотность потока энергии, испускаемой условной поверхностью [31].
С целью выбора метода расчета, отвечающего задачам настоящего исследования и разработки на его основе соответствующего алгоритма определения потоков излучения в рассматриваемых системах с ГИИ ниже выполнен обзор существующих методов расчета радиационного и радиационно-кондуктивного теплообмена.
1.3.1. Зональный метод расчета радиационного теплообмена
В общем случае оптические характеристики поверхностей, образующих