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《热防护系统高温纤维隔热毡传热及有效热导率分析 2006》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、热防护系统高温纤维隔热毡传热及有效热导率分析赵淑媛张博明赫晓东(哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所,哈尔滨150001)文摘针对重复使用运载器热防护系统纤维隔热毡内部导热和辐射的耦合换热问题进行了分析,应用有限差分法建立了纤维隔热毡的数值分析模型。通过数值求解传热方程,计算了稳态的有效热导率。计算结果表明辐射和气体传导是纤维隔热毡内的主要传热方式,辐射作用随压力和试样密度的增加而降低,在试样温度高的一侧辐射是主要的传热方式,而在温度低的一侧气体传导为主要的传热方式;试样的有效热导率随纤维的平均直径、压力和温差的增加而增加,随试样密度的增加而降低。本文的计算结果与文献中的实验结果吻合较好,可
2、以为纤维隔热毡及热防护系统的优化设计提供理论参考。关键词热防护系统,有效热导率,纤维隔热毡,传热AnalysisofHeatTransferandEffectiveThermalConductivityofHighTemperatureFibrousInsulationforThermalProtectionSystemZhaoShuyuanZhangBomingHeXiaodong(CenterforCompositeMaterials,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001)AbstractThecombinedradiation/conduc
3、tionheattransferinhigh2temperaturefibrousinsulationofthermalprotectionsystemforreusablelaunchvehicles(RLV)isinvestigatedinthepresentstudy.Anumericalmodelanal2ysisofthermalinsulationisgivenbyusingone2dimensionalfinitedifferentialtechnique.Thegoverningheattransferequationsaresolvednumericallyandeffe
4、ctivethermalconductivityiscalculatedfromthesteady2stateresults.Theresultsshowthatradiationandgasconductionaretwomainheattransfermechanismsinfibrousinsulation.Radia2tiondecreaseswithincreasingpressureandinsulationdensity.Radiationisthemainheattransfermechanismonthehotside,whilegasconductionisthemai
5、nheattransfermechanismonthecoldside.Theeffectivethermalconduc2tivityofinsulationsincreaseswithincreasingthemeandiameteroffiber,pressureandtemperaturedifferenceanddecreaseswithincreasinginsulationdensity.Calculationresultsareingoodagreementwithexperimentaldatafromliterature.Theresultsarehelpfultoth
6、eoptimumdesignoffibrousinsulationforreusablelaunchvehicles.KeywordsThermalprotectionsystem(TPS),Effectivethermalconductivity,Fibrousinsulation,Heattrans2fer1引言属壳中封入绝热材料的复合结构,在该结构中,纤维金属热防护系统(TPS)作为可重复使用运载器隔热毡起到了主要的隔热作用。因此对纤维隔热毡的重要组成部分,可使飞行器避免其再入大气层时进行传热分析,并对它的性能进行研究具有重要意[1]受到的严重气动热。金属TPS系统是一种在金义。收稿
7、日期:2005-07-13;修回日期:2005-10-08作者简介:赵淑媛,1980年出生,硕士研究生,主要从事金属热防护系统隔热性能的分析与测试研究工作宇航材料工艺2006年增刊Ⅰ—23—©1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net目前研究的金属TPS中的隔热毡需要承受16σ35
