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疏導式熱防護 版權信息
- ISBN：9787515912448
- 條形碼：9787515912448 ; 978-7-5159-1244-8
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
疏導式熱防護 本書特色
本書系統闡述了疏導式熱防護的典型性能表征、結構特征及適用的條件，疏導式防熱的物理機制，復雜外形熱環境預測技術，高溫和超高溫熱管，以及熱防護試驗技術。內容具有較強的學術性和工程價值。
本書適合于從事疏導式熱防護的技術人員、科研人員及高等院校相關專
疏導式熱防護 內容簡介
本書系統闡述了疏導式熱防護的典型性能表征、結構特征及適用的條件，疏導式防熱的物理機制，復雜外形熱環境預測技術，高溫和超高溫熱管，以及熱防護試驗技術。內容具有較強的學術性和工程價值。本書適合于從事疏導式熱防護的技術人員、科研人員及高等院校相關專業人員。
疏導式熱防護 目錄
目 錄
第1章 概論 …………………………………………………………………………………… 1
1.1 高超聲速飛行器燒蝕熱防護的應用與局限 ………………………………………… 1
1.1.1 燒蝕熱防護的應用 ……………………………………………………………… 1
1.1.2 燒蝕熱防護的局限性 …………………………………………………………… 2
1.2 非燒蝕熱防護 ………………………………………………………………………… 3
1.2.1 新型高超聲速飛行器的熱環境特性 …………………………………………… 3
1.2.2 非燒蝕熱防護功能 ……………………………………………………………… 4
1.2.3 非燒蝕熱防護的飛行試驗嘗試與面臨的挑戰 ………………………………… 5
1.3 疏導式熱防護 ………………………………………………………………………… 6
1.3.1 疏導式熱防護機制 ……………………………………………………………… 6
1.3.2 疏導式熱防護的結構特征 ……………………………………………………… 7
1.3.3 疏導式熱防護的典型性能表征 ………………………………………………… 7
1.3.4 疏導式熱防護的特點及適用的條件 …………………………………………… 8
參考文獻 …………………………………………………………………………………… 10
第2章 復雜外形熱環境預測技術 ………………………………………………………… 11
2.1 熱環境工程計算方法 ………………………………………………………………… 12
2.1.1 基于邊界層理論的熱流預測方法 ……………………………………………… 13
2.1.2 稀薄氣體效應對氣動加熱的影響 ……………………………………………… 27
2.2 熱環境數值模擬技術 ………………………………………………………………… 32
2.2.1 熱環境預測中的數值計算方法 ………………………………………………… 33
2.2.2 熱環境數值預測的后處理技術 ………………………………………………… 40
2.2.3 網格尺度的準則 ………………………………………………………………… 44
2.2.4 應用實例及展望 ………………………………………………………………… 49
2.3 風洞熱環境試驗技術 ………………………………………………………………… 51
2.3.1 薄膜熱電阻熱流測量方法 ……………………………………………………… 52
2.3.2 磷光熱圖熱流測量方法 ………………………………………………………… 57
2.3.3 紅外熱圖熱流測量試驗方法 …………………………………………………… 64
2.3.4 薄壁模型熱流測量試驗方法 …………………………………………………… 68
參考文獻 …………………………………………………………………………………… 71
第3章 疏導式防熱的物理機制 …………………………………………………………… 75
3.1 快速傳熱機制 ………………………………………………………………………… 75
3.1.1 快速傳熱的概念和表征 ………………………………………………………… 76
3.1.2 快速傳熱的材料和元件 ………………………………………………………… 78
3.1.3 接觸熱阻 ………………………………………………………………………… 80
3.1.4 快速傳熱預測技術及電加試驗驗證 …………………………………………… 83
3.1.5 快速傳熱效率的影響因素與分析 ……………………………………………… 89
3.2 高效隔熱機制 ………………………………………………………………………… 93
3.2.1 典型隔熱材料的制備與結構 …………………………………………………… 94
3.2.2 隔熱性能與影響因素 …………………………………………………………… 95
3.2.3 傳熱模型與模擬方法 …………………………………………………………… 99
3.2.4 高效隔熱材料相關參數的辨識方法 ………………………………………… 106
3.3 輻射散熱控制機制 ………………………………………………………………… 111
3.3.1 輻射散熱與疏導式熱防護 …………………………………………………… 111
3.3.2 輻射散熱性能的影響因素 …………………………………………………… 112
3.3.3 典型防熱材料表面的輻射特性 ……………………………………………… 116
3.3.4 疏導式熱防護輻射散熱控制機制 …………………………………………… 119
3.4 表面抗氧化機制 …………………………………………………………………… 122
3.4.1 材料高溫氧化性質概述 ……………………………………………………… 122
3.4.2 影響材料高溫抗氧化性能的因素及材料選取方法 ………………………… 123
3.4.3 典型復合材料的抗氧化性能預測技術 ……………………………………… 126
3.5 疏導式熱防護技術的應用 ………………………………………………………… 135
3.5.1 疏導式熱防護的技術特征和應用條件 ……………………………………… 136
3.5.2 疏導式熱防護技術的典型應用 ……………………………………………… 137
3.5.3 熱疏導思想在國外的探索與應用 …………………………………………… 144
參考文獻 …………………………………………………………………………………… 147
第4章 高溫和超高溫熱管 ………………………………………………………………… 151
4.1 熱管的概念 ………………………………………………………………………… 152
4.1.1 熱管的特性 …………………………………………………………………… 152
4.1.2 傳熱極限 ……………………………………………………………………… 156
4.1.3 工作流體 ……………………………………………………………………… 160
4.1.4 毛細芯 ………………………………………………………………………… 162
4.1.5 熱管分類 ……………………………………………………………………… 165
4.2 熱管的工作原理 …………………………………………………………………… 167
4.2.1 相與相變 ……………………………………………………………………… 168
4.2.2 表面力作用 …………………………………………………………………… 171
4.2.3 工質流動 ……………………………………………………………………… 178
4.2.4 轉換溫度 ……………………………………………………………………… 183
4.2.5 熱管啟動 ……………………………………………………………………… 184
4.3 熱管的制備和測試 ………………………………………………………………… 187
4.3.1 工藝流程 ……………………………………………………………………… 187
4.3.2 抗氧化涂層 …………………………………………………………………… 189
4.3.3 工質的保護充裝 ……………………………………………………………… 191
4.3.4 毛細芯泵吸能力試驗 ………………………………………………………… 194
4.3.5 高溫熱管試驗 ………………………………………………………………… 195
4.3.6 過載試驗 ……………………………………………………………………… 198
4.4 熱防護異形熱管 …………………………………………………………………… 201
4.4.1 工質的物性 …………………………………………………………………… 202
4.4.2 “J”和 “V”形熱管 ………………………………………………………… 204
4.4.3 翼前緣腔體熱管 ……………………………………………………………… 207
4.4.4 特點比較 ……………………………………………………………………… 209
參考文獻 …………………………………………………………………………………… 211
第5章 熱防護試驗技術 …………………………………………………………………… 216
5.1 熱防護試驗的特點和模擬 ………………………………………………………… 217
5.1.1 熱防護試驗的特點 …………………………………………………………… 217
5.1.2 熱環境模擬的參數選擇 ……………………………………………………… 219
5.1.3 熱響應特性的主要參數 ……………………………………………………… 221
5.1.4 熱防護試驗的簡化 …………………………………………………………… 222
5.1.5 加熱方式選擇 ………………………………………………………………… 225
5.2 熱防護試驗技術和典型試驗 ……………………………………………………… 227
5.2.1 常用熱防護試驗技術 ………………………………………………………… 227
5.2.2 典型熱防護試驗 ……………………………………………………………… 234
5.2.3 其他熱防護試驗 ……………………………………………………………… 245
5.3 熱防護試驗的參數測量 …………………………………………………………… 247
5.3.1 熱環境參數測量 ……………………………………………………………… 247
5.3.2 熱響應參數測量 ……………………………………………………………… 253
5.4 疏導式熱防護試驗 ………………………………………………………………… 262
5.4.1 疏導式熱防護試驗條件的建立 ……………………………………………… 262
5.4.2 疏導式熱防護試驗模型 ……………………………………………………… 265
5.4.3 疏導式熱防護驗證試驗 ……………………………………………………… 267
參考文獻 …………………………………………………………………………………… 276
第1章 概論 …………………………………………………………………………………… 1
1.1 高超聲速飛行器燒蝕熱防護的應用與局限 ………………………………………… 1
1.1.1 燒蝕熱防護的應用 ……………………………………………………………… 1
1.1.2 燒蝕熱防護的局限性 …………………………………………………………… 2
1.2 非燒蝕熱防護 ………………………………………………………………………… 3
1.2.1 新型高超聲速飛行器的熱環境特性 …………………………………………… 3
1.2.2 非燒蝕熱防護功能 ……………………………………………………………… 4
1.2.3 非燒蝕熱防護的飛行試驗嘗試與面臨的挑戰 ………………………………… 5
1.3 疏導式熱防護 ………………………………………………………………………… 6
1.3.1 疏導式熱防護機制 ……………………………………………………………… 6
1.3.2 疏導式熱防護的結構特征 ……………………………………………………… 7
1.3.3 疏導式熱防護的典型性能表征 ………………………………………………… 7
1.3.4 疏導式熱防護的特點及適用的條件 …………………………………………… 8
參考文獻 …………………………………………………………………………………… 10
第2章 復雜外形熱環境預測技術 ………………………………………………………… 11
2.1 熱環境工程計算方法 ………………………………………………………………… 12
2.1.1 基于邊界層理論的熱流預測方法 ……………………………………………… 13
2.1.2 稀薄氣體效應對氣動加熱的影響 ……………………………………………… 27
2.2 熱環境數值模擬技術 ………………………………………………………………… 32
2.2.1 熱環境預測中的數值計算方法 ………………………………………………… 33
2.2.2 熱環境數值預測的后處理技術 ………………………………………………… 40
2.2.3 網格尺度的準則 ………………………………………………………………… 44
2.2.4 應用實例及展望 ………………………………………………………………… 49
2.3 風洞熱環境試驗技術 ………………………………………………………………… 51
2.3.1 薄膜熱電阻熱流測量方法 ……………………………………………………… 52
2.3.2 磷光熱圖熱流測量方法 ………………………………………………………… 57
2.3.3 紅外熱圖熱流測量試驗方法 …………………………………………………… 64
2.3.4 薄壁模型熱流測量試驗方法 …………………………………………………… 68
參考文獻 …………………………………………………………………………………… 71
第3章 疏導式防熱的物理機制 …………………………………………………………… 75
3.1 快速傳熱機制 ………………………………………………………………………… 75
3.1.1 快速傳熱的概念和表征 ………………………………………………………… 76
3.1.2 快速傳熱的材料和元件 ………………………………………………………… 78
3.1.3 接觸熱阻 ………………………………………………………………………… 80
3.1.4 快速傳熱預測技術及電加試驗驗證 …………………………………………… 83
3.1.5 快速傳熱效率的影響因素與分析 ……………………………………………… 89
3.2 高效隔熱機制 ………………………………………………………………………… 93
3.2.1 典型隔熱材料的制備與結構 …………………………………………………… 94
3.2.2 隔熱性能與影響因素 …………………………………………………………… 95
3.2.3 傳熱模型與模擬方法 …………………………………………………………… 99
3.2.4 高效隔熱材料相關參數的辨識方法 ………………………………………… 106
3.3 輻射散熱控制機制 ………………………………………………………………… 111
3.3.1 輻射散熱與疏導式熱防護 …………………………………………………… 111
3.3.2 輻射散熱性能的影響因素 …………………………………………………… 112
3.3.3 典型防熱材料表面的輻射特性 ……………………………………………… 116
3.3.4 疏導式熱防護輻射散熱控制機制 …………………………………………… 119
3.4 表面抗氧化機制 …………………………………………………………………… 122
3.4.1 材料高溫氧化性質概述 ……………………………………………………… 122
3.4.2 影響材料高溫抗氧化性能的因素及材料選取方法 ………………………… 123
3.4.3 典型復合材料的抗氧化性能預測技術 ……………………………………… 126
3.5 疏導式熱防護技術的應用 ………………………………………………………… 135
3.5.1 疏導式熱防護的技術特征和應用條件 ……………………………………… 136
3.5.2 疏導式熱防護技術的典型應用 ……………………………………………… 137
3.5.3 熱疏導思想在國外的探索與應用 …………………………………………… 144
參考文獻 …………………………………………………………………………………… 147
第4章 高溫和超高溫熱管 ………………………………………………………………… 151
4.1 熱管的概念 ………………………………………………………………………… 152
4.1.1 熱管的特性 …………………………………………………………………… 152
4.1.2 傳熱極限 ……………………………………………………………………… 156
4.1.3 工作流體 ……………………………………………………………………… 160
4.1.4 毛細芯 ………………………………………………………………………… 162
4.1.5 熱管分類 ……………………………………………………………………… 165
4.2 熱管的工作原理 …………………………………………………………………… 167
4.2.1 相與相變 ……………………………………………………………………… 168
4.2.2 表面力作用 …………………………………………………………………… 171
4.2.3 工質流動 ……………………………………………………………………… 178
4.2.4 轉換溫度 ……………………………………………………………………… 183
4.2.5 熱管啟動 ……………………………………………………………………… 184
4.3 熱管的制備和測試 ………………………………………………………………… 187
4.3.1 工藝流程 ……………………………………………………………………… 187
4.3.2 抗氧化涂層 …………………………………………………………………… 189
4.3.3 工質的保護充裝 ……………………………………………………………… 191
4.3.4 毛細芯泵吸能力試驗 ………………………………………………………… 194
4.3.5 高溫熱管試驗 ………………………………………………………………… 195
4.3.6 過載試驗 ……………………………………………………………………… 198
4.4 熱防護異形熱管 …………………………………………………………………… 201
4.4.1 工質的物性 …………………………………………………………………… 202
4.4.2 “J”和 “V”形熱管 ………………………………………………………… 204
4.4.3 翼前緣腔體熱管 ……………………………………………………………… 207
4.4.4 特點比較 ……………………………………………………………………… 209
參考文獻 …………………………………………………………………………………… 211
第5章 熱防護試驗技術 …………………………………………………………………… 216
5.1 熱防護試驗的特點和模擬 ………………………………………………………… 217
5.1.1 熱防護試驗的特點 …………………………………………………………… 217
5.1.2 熱環境模擬的參數選擇 ……………………………………………………… 219
5.1.3 熱響應特性的主要參數 ……………………………………………………… 221
5.1.4 熱防護試驗的簡化 …………………………………………………………… 222
5.1.5 加熱方式選擇 ………………………………………………………………… 225
5.2 熱防護試驗技術和典型試驗 ……………………………………………………… 227
5.2.1 常用熱防護試驗技術 ………………………………………………………… 227
5.2.2 典型熱防護試驗 ……………………………………………………………… 234
5.2.3 其他熱防護試驗 ……………………………………………………………… 245
5.3 熱防護試驗的參數測量 …………………………………………………………… 247
5.3.1 熱環境參數測量 ……………………………………………………………… 247
5.3.2 熱響應參數測量 ……………………………………………………………… 253
5.4 疏導式熱防護試驗 ………………………………………………………………… 262
5.4.1 疏導式熱防護試驗條件的建立 ……………………………………………… 262
5.4.2 疏導式熱防護試驗模型 ……………………………………………………… 265
5.4.3 疏導式熱防護驗證試驗 ……………………………………………………… 267
參考文獻 …………………………………………………………………………………… 276
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疏導式熱防護 作者簡介
李鋒，空氣動力學專家。現任中國空氣動力學會、中國航空學會、中國宇航學會常務理事，《氣體物理》雜志主編。獲國防或省部級科技進步獎16項，專利20項，公開發表論文100余篇。獲全國五一勞動獎章、國家高新工程一期突出貢獻者、首次月球探測工程突出貢獻者、航天十佳科技青年等榮譽。
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