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孔隙分布对陶瓷材料热辐射特性的影响

航空动力学报 2011年第1期26卷 60-64页

作者：李东辉夏新林哈尔滨工业大学能源科学与工程学院哈尔滨150001

通过引入吸收性介质内粒子散射Mie理论,结合多弥散粒子系独立散射理论,针对孔隙具有修正Gamma分布规律的多孔陶瓷提出一种计算热辐射特性的方法,以氧化锆陶瓷为例分析了孔隙分布对热辐射特性的影响.结果表明孔隙分布规律和平均孔径对热... 详细信息

通过引入吸收性介质内粒子散射Mie理论,结合多弥散粒子系独立散射理论,针对孔隙具有修正Gamma分布规律的多孔陶瓷提出一种计算热辐射特性的方法,以氧化锆陶瓷为例分析了孔隙分布对热辐射特性的影响.结果表明孔隙分布规律和平均孔径对热辐射特性有显著影响.孔径趋于单弥散分布,将使衰减系数、散射反照率、非对称因子等参数减小,而孔径趋于指数分布,这些参数显著提高.当波长较小时,衰减系数随平均孔径先增大后减小,当波长较大时,衰减系数随平均孔径增大而减小;散射反照率和非对称因子均随平均孔径增大而增大.

关键词：热辐射特性陶瓷材料电磁散射多弥散 Mie理论吸收介质

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基于透射法的泡沫金属热辐射特性测量方法

工程热物理学报 2019年第6期40卷 1408-1411页

作者：刘梦艾青陈冠宇夏新林哈尔滨工业大学能源科学与工程学院

泡沫金属材料通常属于半透明介质,本文考虑热辐射传输中泡沫金属块材的边缘效应,引入高温热辐射特性测量中的多层结构模型并结合透射法测量热辐射特性的双厚度方法,将泡沫金属材料划分为边缘层、介质层等结构层,建立了边缘层-介质层-边... 详细信息

泡沫金属材料通常属于半透明介质,本文考虑热辐射传输中泡沫金属块材的边缘效应,引入高温热辐射特性测量中的多层结构模型并结合透射法测量热辐射特性的双厚度方法,将泡沫金属材料划分为边缘层、介质层等结构层,建立了边缘层-介质层-边缘层的三层结构模型,基于辐射传输过程获得了泡沫金属块材热辐射特性的求解方法.基于该方法,采用FTIR光谱仪对某孔隙下泡沫镍的热辐射特性进行了实验测量,并与忽略边缘效应的计算结果进行对比,发现边缘效应的存在会明显影响材料整体的热辐射特性参数。

关键词：泡沫金属边缘效应透射法热辐射特性

遮光剂对SiO_2气凝胶热辐射特性影响的理论研究

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哈尔滨工程大学学报 2014年第5期35卷 642-648页

作者：苏高辉杨自春孙丰瑞海军工程大学舰船高温结构复合材料研究室湖北武汉430033 海军工程大学动力工程学院湖北武汉430033

为研究添加遮光剂对SiO2气凝胶热辐射特性的影响,分别采用考虑基质吸收的改进的Mie散射理论和经典的Mie散射理论计算了气凝胶基质中单个粒子的热辐射特性和遮光气凝胶总的热辐射特性,并将两种方法的计算结果与已有实验数据进行了对比。... 详细信息

为研究添加遮光剂对SiO2气凝胶热辐射特性的影响,分别采用考虑基质吸收的改进的Mie散射理论和经典的Mie散射理论计算了气凝胶基质中单个粒子的热辐射特性和遮光气凝胶总的热辐射特性,并将两种方法的计算结果与已有实验数据进行了对比。分析了遮光剂粒子尺寸、分布规律对遮光气凝胶热辐射特性的影响,计算了遮光气凝胶的辐射热导率和不同温度下的最优粒径。结果表明:气凝胶基质的吸收作用对基质内的粒子散射影响较小,在计算遮光气凝胶热辐射特性时可以忽略。采用TiO2均一粒子系作为遮光剂,温度为300、500、700、900 K时的最优粒子半径分别为1.4、1、0.75、0.6μm。

关键词：遮光剂气凝胶热辐射特性粒子散射辐射热导率吸收基质二氧化硅气凝胶

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基于透射法分析温度对柴油热辐射特性的影响

工程热物理学报 2017年第6期38卷 1333-1337页

作者：艾青刘梦孙凤贤夏新林哈尔滨工业大学能源学院哈尔滨150001 哈尔滨工程大学动力与能源学院哈尔滨150001

本文考虑透射法测量中窗片间的多重反射及入射光束收敛角度的影响,通过透射法测量窗片-液体-窗片三层结构的总透射比,并结合K-K关系式建立了液态碳氢燃料的热辐射特性光谱参数测量反演方法。采用该方法,对蒸馏水的热辐射光谱特性参数进... 详细信息

本文考虑透射法测量中窗片间的多重反射及入射光束收敛角度的影响,通过透射法测量窗片-液体-窗片三层结构的总透射比,并结合K-K关系式建立了液态碳氢燃料的热辐射特性光谱参数测量反演方法。采用该方法,对蒸馏水的热辐射光谱特性参数进行测量反演,通过与蒸馏水的公开数据对比,验证了该方法可靠性与准确性。在此基础上,对某国产柴油300~400 K温度范围内近红外波段的热辐射特性参数进行了测量及反演计算,获得了不同温度下近红外波段的光谱吸收指数及折射率。测量反演结果显示,在测量光谱区间该柴油折射率随温度变化不明显,但吸收指数随温度升高而减小且变化剧烈,不同温度下的吸收指数相对变化率可达20%。

关键词：透射法热辐射特性 K—K关系式柴油

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纳米隔热材料热辐射特性的理论计算

宇航材料工艺 2012年第2期42卷 34-37页

作者：李东辉夏新林张顺德哈尔滨工业大学航空航天热物理研究所哈尔滨150001

高温下纳米隔热材料内热辐射的影响将显著增强,其热辐射特性对热辐射传热有很大影响。为了认识高温纳米隔热材料的热辐射特性,采用Mie理论建立了掺杂纤维增韧剂和遮光剂的纳米隔热材料热辐射特性理论计算方法,编写了纳米隔热材料热辐射... 详细信息

高温下纳米隔热材料内热辐射的影响将显著增强,其热辐射特性对热辐射传热有很大影响。为了认识高温纳米隔热材料的热辐射特性,采用Mie理论建立了掺杂纤维增韧剂和遮光剂的纳米隔热材料热辐射特性理论计算方法,编写了纳米隔热材料热辐射特性计算程序,对某纳米隔热材料的热辐射特性进行了理论研究,得到了光谱衰减系数、光谱散射反照率以及全光谱平均辐射特性参数及散射相函数。理论模拟结果表明:在3～9.5μm波长范围内,纳米隔热材料对热辐射具有强烈的衰减作用,对3～7μm的热辐射呈现强烈的散射特征,对7～9.5μm的热辐射,随波长增大散射特征逐渐减弱,对9.5μm的热辐射呈现较强的吸收特征。在300～1 300 K,该纳米隔热材料全光谱平均衰减系数>5×104 m-1,平均散射反照率>0.96,具有较强的前向散射特征,这些特征来源于遮光剂粒子,增韧剂影响很小。

关键词：纳米隔热材料增韧剂遮光剂热辐射特性 Mie理论

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金属化凝胶甲基肼火灾热辐射特性研究

火工品 2022年第3期 66-69页

作者：徐飞扬罗一民韩慧雯王艳茹刘大斌徐森南京理工大学化学与化工学院江苏南京210094

为研究金属化凝胶甲基肼在存储、生产、运输和使用过程中因意外燃爆而产生的火灾热辐射特性,采用高速摄像机、红外热成像仪和热辐射测试系统,记录火烧刺激条件下金属化凝胶甲基肼储罐的燃爆过程、表面火球最高温度以及火球热辐射的变化... 详细信息

为研究金属化凝胶甲基肼在存储、生产、运输和使用过程中因意外燃爆而产生的火灾热辐射特性,采用高速摄像机、红外热成像仪和热辐射测试系统,记录火烧刺激条件下金属化凝胶甲基肼储罐的燃爆过程、表面火球最高温度以及火球热辐射的变化规律。结果表明:火灾刺激条件下金属化凝胶甲基肼仅发生燃烧反应,基于热通量判断准则得出18kg金属化凝胶甲基肼遭遇火灾时的无热辐射损害安全距离约为30 m。

关键词：液体推进剂金属化凝胶甲基肼火灾刺激热辐射特性

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一维复杂光栅热辐射特性计算研究

一维复杂光栅热辐射特性计算研究

作者：卢佳华中科技大学

学位级别：硕士

微结构的辐射特性调控在热成像设备中的红外摄像头、太阳能光热利用和太阳能电池等方面有着重要的应用。而微结构中的辐射特性往往具有波长和方向选择性，这就对调控微结构表面光谱和方向热辐射特性提出了很高的要求。在所有的微结构表... 详细信息

微结构的辐射特性调控在热成像设备中的红外摄像头、太阳能光热利用和太阳能电池等方面有着重要的应用。而微结构中的辐射特性往往具有波长和方向选择性，这就对调控微结构表面光谱和方向热辐射特性提出了很高的要求。在所有的微结构表面中，一维光栅由于结构简单、便于加工和良好的调控效果而得到了广泛的应用。本文主要考虑一维光栅结构，考察光栅中各种辐射吸收异常现象，对不同光栅结构的光谱及方向辐射特性进行了详细的分析。所作的工作具体如下：在分析光栅中Wood、SPPs及空腔谐振等各种异常现象的基础上，借助经过验证的FDTD算法，分别对P掺杂硅和纯硅一维简单光栅的辐射特性进行了计算研究。基于P掺杂硅一维简单光栅的研究表明，空腔谐振在调控整体光谱吸收率时更为有效。通过讨论纯硅一维简单光栅的填充比、入射角、槽深等因素对发射率的影响，发现了简单光栅具有调控带宽较窄的缺点，不适用于调控整体光谱吸收率。因此，本文提出了由多个不同槽深的简单光栅组合而成的三槽和两槽复杂光栅。通过讨论复杂光栅的热辐射特性，发现复杂光栅具有调控带宽较宽、对方向不敏感的优点，适用于调控整体光谱吸收率。深入对比研究三槽和两槽复杂光栅的热辐射特性发现：由于两槽复杂光栅相比三槽复杂光栅具有加工相对简单、斜入射对称等优势，两槽复杂光栅更适用于太阳能电池的吸收器等方面的应用。

关键词： FDTD算法 Wood异常 SPPs 空腔谐振热辐射特性

基于材料热辐射特性的容器泄漏红外检测方法研究

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基于材料热辐射特性的容器泄漏红外检测方法研究

作者：刘兴合肥学院

学位级别：硕士

随着工业技术的高速发展,工业生产中对容器的密闭性要求也越来越高。然而容器的泄漏检测是目前工业生产的一大难题,传统的泄漏检测方法无法满足工业自动化检测的要求且误检较高。本文提出了基于材料热辐射特性的容器泄漏红外检测方法,... 详细信息

随着工业技术的高速发展,工业生产中对容器的密闭性要求也越来越高。然而容器的泄漏检测是目前工业生产的一大难题,传统的泄漏检测方法无法满足工业自动化检测的要求且误检较高。本文提出了基于材料热辐射特性的容器泄漏红外检测方法,该方法通过计算机控制一体化的操作流程,经过红外图像采集和算法分析得到待测容器泄漏点的位置。该方法具有操作简单、节约成本、安全可靠等特点,满足部分当下工业生产的要求。由于红外相机在数据采集过程中容易受到环境噪声的影响从而产生泄漏点的误检,且对于较小尺寸泄漏点一般的检测方法效果较差,漏检率较高。针对上述问题,本文依据材料热辐射以及热传递热对流理论对容器泄漏点处的物理变化进行了研究,经实验验证容器泄漏时泄漏点处的温度会根据压强变化而发生变化,即红外相机采集的红外图像中泄漏点处的灰度值发生变化,利用这一理论本文设计了一套基于红外的泄漏检测方案。具体如下:本文首先搭建了一套完整的容器泄漏检测平台,首先对容器通入干燥空气,对其进行加压,并同时进行充放气操作,以增大泄漏点处的温度变化。期间利用红外相机进行图像采集,对采集的红外图像首先进行滤波处理去除大量噪声,其次判断泄漏点处的灰度值变化。据此本文提出了基于多帧的泄漏点检测算法(改进双边滤波与帧差方差法),对检测得到的泄漏点进行验证进一步降低误检率,并与其他算法进行比较验证了本文算法的优越性。针对较小泄漏点本文提出了基于图像超分辨率重建的容器泄漏点检测算法,通过改进的多尺度残差与注意力模块构造新的超分辨率算法,使较小泄漏点得到了放大,即更容易捕捉泄漏点的灰度值变化,再经过多帧检测算法对容器泄漏点进行检测,增加了对较小泄漏点的检测精度,同时进一步降低误检率,并与多种超分辨率重建算法进行比较验证了本文算法的优越性。经过大量实验验证,本文提出基于改进的双边滤波与帧差方差法的泄漏点检测算法与基于改进超分辨率重建算法的泄漏点检测算法得到了较好的检测结果,符合工业生产中容器泄漏点检测的要求。可为后续工业生产中的泄漏检测提供技术服务。

关键词：热辐射特性红外图像泄漏检测双边滤波超分辨率重建

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气体热辐射机理的研究与热辐射特性的计算

热科学与技术 2003年第4期2卷 342-346页

作者：吴永红夏德宏北京科技大学热能工程系北京100083

从对气体热辐射的微观机理的研究出发 ,利用谐振子模型对气体燃烧产物的热辐射特性进行了研究与计算 ,结果表明 :气体的热辐射波谱取决于气体分子的固有振动频率、等离子体频率、阻尼系数以及气层厚度 ,提高压力、气层厚度和降低温度可... 详细信息

从对气体热辐射的微观机理的研究出发 ,利用谐振子模型对气体燃烧产物的热辐射特性进行了研究与计算 ,结果表明 :气体的热辐射波谱取决于气体分子的固有振动频率、等离子体频率、阻尼系数以及气层厚度 ,提高压力、气层厚度和降低温度可以有效地改善气体热辐射的选择性。

关键词：气体热辐射热辐射特性谐振子波谱计算模型