[发明专利]基于圆箔热流计的对流热流测量方法

权利要求书

1.一种基于圆箔热流计的对流热流测量方法，其特征在于，包括：

建立圆箔热流计的对流热流测量数学模型，获得所述圆箔热流计的圆箔片温度分布函数；

建立所述圆箔热流计的圆箔片中心温度与所述圆箔热流计的输出电动势的关联函数；

测量所述圆箔热流计的输出电动势，基于所述圆箔片的温度分布函数和所述圆箔片中心温度与所述圆箔热流计的输出电动势的关联函数，计算所述圆箔热流计测量的平均对流热流密度。

2.如权利要求1所述的基于圆箔热流计的对流热流测量方法，其特征在于，所述圆箔热流计的对流热流测量数学模型通过热量传递守恒方程建立。

3.如权利要求2所述的基于圆箔热流计的对流热流测量方法，其特征在于，所述建立所述圆箔热流计的对流热流测量数学模型，获得所述圆箔热流计的圆箔片温度分布函数，具体包括：

建立所述圆箔热流计的对流热流测量数学模型；

求解所述数学模型，得到所述圆箔热流计的圆箔片温度分布函数：

T(r)-T₀＝(T_∞-T₀)[1-I₀(m_ξr)/I₀(m_ξR)]

其中，I₀为0阶修正的bessel函数；R为所述圆箔片的半径；T_∞为所述圆箔热流计测量热环境的来流温度；T₀为所述圆箔热流计的热沉体温度；r为半径位置变量；m_ξ为组合物性参数，且m_ξ＝(h/ξλδ)^1/2，ξ是根据所述圆箔片的测点中心温度确定的常数；h为测量热环境与所述圆箔片表面间的对流换热系数，δ为所述圆箔片厚度，λ为所述圆箔片的导热系数。

4.如权利要求3所述的基于圆箔热流计的对流热流测量方法，其特征在于，所述圆箔热流计的圆箔片中心温度与所述圆箔热流计的输出电动势的关联函数具体为：

E＝kΔT(1+gΔT)

其中，ΔT＝T_c-T₀；T_c为所述圆箔片中心温度；E为所述圆箔热流计的输出电动势；k为热电偶电动势的输出系数，g为热电偶电动势的输出系数的非线性修正项。

5.如权利要求4所述的基于圆箔热流计的对流热流测量方法，其特征在于，所述测量所述圆箔热流计的输出电动势，基于所述圆箔片的温度分布函数和所述圆箔片中心温度与所述圆箔热流计的输出电动势的关联函数，计算所述圆箔热流计测量的对流热流密度，具体包括：

采集所述圆箔热流计的输出电动势E；

通过所述圆箔热流计的圆箔片中心温度与所述圆箔热流计的输出电动势的关联函数，得到所述圆箔片中心温度；

基于上述圆箔片中心温度，根据所述圆箔片温度分布函数，计算组合物性参数m_ξ的值，并根据所述组合物性参数m_ξ的值，计算所述对流热换系数h的值；

根据所述组合物性参数m_ξ的值和所述对流换热系数h的值，得到所述圆箔片对流热流密度。

6.如权利要求5所述的基于圆箔热流计的对流热流测量方法，其特征在于，所述根据所述组合物性参数m_ξ的值和所述对流换热系数h的值，得到所述圆箔片对流热流密度，具体为：

建立圆箔片表面的平均对流热流密度函数：

$q=\frac{{\∫}_0^{R}h[T_{\∞}-T\left(r\right)]2\mathrm{\πrdr}}{{\mathrm{\πR}}^2}=\frac{2h}{m_{\mathrm{\ξ}}R}\frac{I_1\left(m_{\mathrm{\ξ}}R\right)}{I_0\left(m_{\mathrm{\ξ}}R\right)-1}\mathrm{\ΔT}$

其中，ΔT＝T_c-T₀，I₁为1阶修正的bessel函数；

根据所述组合物性参数m_ξ的值与所述对流换热系数h的值，基于所述平均对流热流密度函数，计算所述平均对流热流密度q。