绝热材料性能测量系统设计与-研究

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1、摘要绝热材料性能测量系统性能的优劣影响绝热材料优化筛选配方以及材料的生产质量。本文详细介绍了绝热材料性能评估标准：绝热指数、线烧蚀率、质量烧蚀率的计算与评估，在此基础上研发了绝热材料性能测量系统，并应用于绝热材料烧蚀实验。主要研究工作如下：分析了绝热材料的烧蚀机理，介绍了绝热材料的热性能，其中包括材料的比热容、热膨胀、热传递等，并通过对烧蚀后的绝热层试件进行表观观察和扫描电镜下的微观分析建立了烧蚀模型，为测量系统的研制奠定了基础。基于实验的评估标准和烧蚀理论完成了绝热材料性能测量系统开发。系统主要包括回转烧蚀枪结构，火焰热流密度测定系统，

2、PLC脉冲控制步进电动机实现开环控制系统，操作台及其机柜，水路冷却系统，试件背温测量，以及上位机软件开发等。氧、乙炔气路通过PLC编程和防爆电磁阀控制实现了大、小火切换，设计合理，比目前使用的烧蚀设备节能环保，试验成本低。将该系统在绝热材料烧蚀实验中得以应用。结果表明：该系统结构简单、价格适中，节省工作时间，提高了工作效率，具有良好的发展前景。关键词：绝热材料，测量系统，烧蚀，PLC，组态软件AbstractThequalityofheat-insulatingmaterialperformancemeasurementsystemhas

3、aneffectonmaterialoptimizationandscreeningmethodduringqualityofthematerialduringproduction．Thispapergivesdetailedintroductiononperformanceassessmentstandardsofheat—insulatingmaterial：calculationandassessmentofadiabaticindex，lineablationrateandqualityablationrate．Basedonth

4、esestandards，heat-insulatingmaterialperformancemeasurementsystem，whichhasbeensuccessfullyappliedtoheat-insulatingmaterialablationexperiment，isdeveloped．Majorresearchworksareasfollows：Ablativemechanismofheat—insulatingmaterialisanalyzedandthermalpropertiesareintroduced，inc

5、ludingspecificheatcapacity,heatexpansionandheattransmissionofthematerial，inaddition，anablativemodeliscreatedafterobservationonappearanceofthespecimenfromablativethermal-insulatinglayerandmicroscopicanalysisthroughascanningelectronmicroscope，providingtherationaleforthedeve

6、lopmentofmeasurementsystem．Theheat-insulatingmaterialperformancemeasurementsystemisdevelopedbasedonassessmentstandardsoftheexperiment．Thesystemmainlyincludesarotationablationgunstructure，aflameheatflowdensitymeasurementsystem，aPLCpulsecontrollingstepmotorforrealizingopen—

7、loopcontrol，anoperationpanelanditscabinet，awatercoolingsystem，anspecimenbacktemperaturemeasurementaswellassoftwareforuppercomputer．DuetoapplicationofPLCprogrammingandthenon-explosivesolenoidvalve，flamesizecontrolofoxygenandacetylenepassageisrealized，whichtestifiesthatthes

8、ystemisofreasonabledesign，energy—saving，lowemissionandcost—savingcomparedtotheablativeequipmentu