摘要：电路参数是石墨加热元件发热性能的决定性因素,对电路参数的影响规律研究是高性能、高可靠性石墨加热器设计的基础。对石墨加热装置的失效过程进行研究,确定发热元件可靠性量化指标——温度均匀度;在此基础上,确定对加热元件热输出性能进行量化的四个电路参数:加热元件厚度、发热条宽度、发热条缝隙、缝隙处的倒圆半径;对发热电路进行参数化建模,并采用有限元电热耦合仿真对加热元件电路参数对加热能力和可靠性的影响机理进行研究。结果表明:加热元件的厚度决定了其热输出能力,而其余三个电路参数决定了加热元件的可靠性。本文的研究成果对高性能石墨加热装置的研制具有重要的支撑作用。

摘要：在目前光纤、多晶硅行业,高纯石墨加热器得到了广泛的应用。由于加热器过渡连接部结构设计是否合理,直接影响到加热器的使用寿命及热区均匀性,而热区的均匀性会对加热效率及产品品质造成直接影响。本文通过对加热器结构进行研究,将各部分结构的发热功率进行计算和对比分析,提出改善加热器发热均匀性及延长加热器寿命的措施,并通过实验进行验证,并提供较为适宜的石墨加热器结构设计方案。

摘要：针对高超声速飞机结构试验中大范围快速升/降温加载难题,提出了一种基于石墨的宽温度区间快时变热载荷模拟方法。首先,形成了一种基于平板式石墨加热元件的超高温环境设计流程,提出了考虑加热环境的加热元件厚度设计与强度校核方法;其次,针对快时变热载荷模拟需求,提出了基于加热元件与试验件解耦的快速升温方法,分析了封闭环境中强迫对流换热降温效率;最后,基于前述方法研制了大范围快时变热载荷模拟试验系统,并针对炭气凝胶试验件开展了超高温快速升/降温试验验证。研究表明,试验件表面温度响应与设计要求基本一致,无明显的温度变化滞后与变化缓慢现象。针对碳基材料平板试验件,试验系统可实现500~1800℃范围内的可控多次快速升温与快速降温,升/降温速率可达到10℃/s,为高超声速飞机结构热试验提供了技术条件。

摘要：20世纪60年代开始,受到航空、航天技术发展需求和国防重大工程的牵引,地面试验技术得到大力发展,热流测量技术也得到相应发展,但当前标定能力还不能满足热试验中热流密度测量的需要,因此亟待开发响应能力。文章通过研究标定原理、筛选辐射热源,研究传递过程,形成相应的标定方法。并通过设计、搭建,研制出可标定至2MW/m^(2)以上的热流标定平台,最后通过对1MW/m^(2)和1.5MW/m^(2)的传感器标定试验,分析了当前热流密度传感器的线性相关度和不确定度。

摘要：本文通过研究标定原理、筛选辐射热源,研究传递过程,形成相应的标定方法。并通过设计、搭建,研制出可标定至2MW/m²以上的热流标定平台,通过对1MW/m²和1.5MW/m²的传感器标定试验,分析当前热流密度传感器的线性相关度和不确定度。