[发明专利]一种热气流冲击下纺织品传热性能的测试方法及测试装置

说明书

本发明公开一种热气流冲击下纺织品传热性能的测试方法及测试装置，所述测试装置包括样品台、热流发生装置、滑道、平板、支架、支架上固定样品的夹具、升降台、红外热像仪。利用高转速风扇和电热丝提供热流，利用热流计测量热气流在待测织物表面换热的热通量值。红外热像仪在不接触待测织物条件下可测试织物背面的温度云图，获得热量在织物样品厚度方向上的传递过程。整个测试装置结构简单，可调节参数少，操作简单快速。整个测试过程不损坏待测织物，可重复试验，节省成本，操作安全，实用性强。

技术领域

本发明属于纺织材料传热性能测试技术领域，涉及一种热气流冲击下纺织品传热性能的测试方法及测试装置。

背景技术

近年来，热防护纺织材料已广泛应用于消防服、石油化工设备、容器、管道的高温隔热、保温；汽车发动机的隔热罩、重油发动机排气管的包裹物等等。随着计算机科学与信息技术的不断发展，目前人们已经开始应用数值模拟的方法研究纺织品的传热性能。利用数值模拟方法对纺织材料的热传递性能进行模拟，不仅简单、快捷，降低成本、节约资源、减少烟毒，而且可为各类热防护纺织产品的设计、隔热性能的评估和优化等提供重要的理论基础。

以往在热气流冲击下对材料传热性能的研究主要集中在高速飞行器用热防护材料。高速飞行器在真实服役环境中表面承受的热气流冲击随其速度的增加而增大，要求材料具有良好的隔热性能以适应苛刻的热环境。为保证飞行器安全，通常需要实验对热防护材料的传热性能进行检测，其中常用方法是利用风洞实验和电弧喷射测试对材料热防护性能进行考核。风洞实验利用相似性原理，模拟真实的飞行环境，测试材料表面热流密度值，为研究飞行器表面材料的传热性能提供可用数据。但该实验具有操作繁琐、成本高、耗时长、精度低、不可重复性等弊端。电弧喷射测试利用经过两组电极之间的连续电弧将气流加热至高温状态，但该测试仅考虑高温气流作用，测试样品面积小，热通量值不易控制。因此需要研发一种简单操作、成本低，能够精确测试在高温或低温热气流冲击下材料传热性能的测试装置和设备。

针对现有研究中的不足，本发明的目的是提供一种在热气流冲击过程中，能够准确测量纺织品表面的热通量，并能准确获得织物背面温升情况的测试装置。

利用该装置可准确获得在热气流冲击下纺织品表面的热通量值，将其应用于热防护材料的数值模拟过程中，将非常有助于提高热防护纺织品传热性能数值模拟的精度；另外实验验证是对纺织品传热数值模拟结果准确性进行检验的最好方法，利用本发明所设计的装置可准确获得在热气流冲击下纺织品背面的温度云图，可为纺织品传热性能数值模拟结果的准确性验证提供有利的测试工具。这可为纺织品传热基础理论研究和工程应用提供有利的测量工具，还可为以后研究高温热气流下热防护织物的开发应用提供可靠依据。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供一种热气流冲击下纺织品传热性能的测试方法及测试装置。利用高转速风扇和电热丝提供热流，利用热流计测量热气流在待测样品表面换热的热通量值。红外热像仪在不接触待测样品条件下可测试织物背面的温度云图，获得热量在织物样品厚度方向上的传递过程。整个测试装置结构简单，可调节参数少，操作简单快速。整个测试过程不损坏待测样品，可重复试验，节省成本，操作安全，实用性强。

本发明解决所述技术问题的技术方案是：设计一种热气流冲击下纺织品传热性能的测试装置，其特征在于，所述测试装置包括样品台、热流发生装置、滑道、平板、支架、支架上固定样品的夹具、升降台、红外热像仪。

所述滑道安装在样品台上，滑道包括内管、外管，内管固定在样品台上，外管可沿内管滑动。通过滑动外管来调节待测样品与出风口的距离。所述内管和外管上每隔一定距离设置有限位孔，当调节待测样品到达距离出风口指定的距离后，通过在限位孔内插入螺丝钉来固定外管的位置。

热流发生装置安装在滑道的一侧，红外热像仪通过升降台安装在滑道的另一侧，红外热像仪的镜头正对待测样品。平板固定在外管上，支架为“L”型，其横向段水平固定在平板上，待测样品通过夹具固定在正对热流发生装置一侧的支架的竖直段上。