[发明专利]一种用于热防护材料选型的隔热性能测试装置及测试方法

说明书

本发明公开了一种用于热防护材料选型的隔热性能测试装置及测试方法，整体测试装置包括丁烷火焰喷枪、固定台和耐火砖，耐火砖上插入有试样，试样的两端设置有温度计。测试时将被测试样置于保温模块中，利用加热模块在所需热流密度下对试样正面进行加热，通过试样背面升温速率表征其隔热性能。本测试装置装置简单、操作容易、测试成本较低，可以很好的在实验室条件下完成材料隔热性能的测试，非常适用于在热防护材料研发阶段对其隔热性能进行表征，进而确定所制备的材料在给定的热流密度及加热时间下隔热性能是否满足需求，从而实现对热防护材料的选型及后续应用，具有非常大的应用前景及使用价值。

技术领域

本发明属于热防护领域，涉及一种用于热防护材料选型的隔热性能测试装置及测试方法。

背景技术

一直以来，“热”始终伴随着航空航天技术的发展，例如火箭推进器燃料燃烧所产生的高温、飞行器表面由于气动加热而产生的高温，因此热防护材料在航空航天技术领域显得尤为关键。同时，在航空航天领域中材料所受的热流密度一般较高，热防护材料在较高热流密度下的隔热性能是其关键性能指标之一，因此需采用合适的方法对其进行表征。

目前所应用的隔热性能测试方法(如石墨板加热测试法、氧乙炔焰烧蚀测试法)都存在设备较大、测试过程较复杂及测试成本较高等问题，当处于热防护材料设计的早期阶段时会导致过早的浪费资源，且不利于在实验室条件下进行使用。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种用于热防护材料选型的隔热性能测试装置及测试方法，以解决现有针对热防护材料的隔热性能测试存在设备较大，测试过程复杂，不利于在实验室条件下使用的问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种用于热防护材料选型的隔热性能测试装置，包括相对设置的火焰侧和测试侧；

火焰侧上设置有丁烷火焰喷枪，测试侧包括固定台，所述固定台的前侧面上设置有戈登计和耐火砖；丁烷火焰喷枪的前端朝向固定台的前侧面；

所述耐火砖用于插入试样，所述试样的前端面和后端面各自设置有一个热电偶；

所述戈登计和耐火砖设置在同一水平面上，所述丁烷火焰喷枪能够沿着所述水平面移动。

本发明的进一步改进在于：

优选的，所述丁烷火焰喷枪的后端设置在水平移动试验台上。

优选的，所述试样从耐火砖的第一端面嵌入在耐火砖中，所述试样的前端面和第一端面平齐。

优选的，所述试样前端面的中心点和第一端面的中心点重合。

优选的，所述试样前端面的中心点和戈登计的中心位置在同一面上。

优选的，所述试样的前端面和丁烷火焰喷枪前端之间的距离为A，所述戈登计的前端面和丁烷火焰喷枪前端面之间的距离为B，A＝B。

优选的，所述试样的前端面接触有第一热电偶，试样的后端面接触有第二热电偶；所述第二热电偶插入在耐火砖中。

优选的，所述第一热电偶的测温范围为25～1500℃，所述第二热电偶的测温范围为25～500℃；所述的第一热电偶和第二热电偶均为K型热电偶。

优选的，所述耐火砖的温度上限为1500℃。

10.一种上述用于热防护材料选型的隔热性能测试装置的测试方法，包括以下步骤：

步骤1，将试样至于耐火砖中，将两个热电偶分别和试样的前端面和后端面接触；

步骤2，通过丁烷火焰喷枪对戈登计加热，调节火焰大小，以及丁烷火焰喷枪前端和戈登计之间的距离，直至戈登计显示的热流密度满足目标热流密度；