基于光纤光栅的真空环境不锈钢热传递研究

郑嘉麒; 余有龙; 靳夏文

doi:doi:10.3788/CJL201845.0406002

中国激光, 2018, 45 (4): 0406002, 网络出版: 2018-04-13

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Thermal Transmission of Stainless Steel Under Vacuum Condition Based on Fiber Bragg Grating

郑嘉麒余有龙 ^*靳夏文

作者单位

合肥工业大学仪器科学与光电工程学院, 安徽合肥 230009

图 & 表

图 1. 不锈钢平台示意图

Fig. 1. Diagram of stainless steel frame

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图 2. 光纤光栅温度场测量系统

Fig. 2. Measurement system of temperature field based on FBG

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图 3. (a)真空与(b)常压环境下温度云图

Fig. 3. Temperature nephogram under (a) vacuum and (b) normal pressure conditions

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图 4. 不锈钢平台测点分布。(a) FBG传感器;(b)热电偶

Fig. 4. Distribution of measurement points of stainless steel frame. (a) FBG sensor; (b) thermocouple

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图 5. 真空与常压环境下温度曲线图

Fig. 5. Temperature curves under vacuum and normal pressure conditions

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图 6. 实验和仿真所得温度值

Fig. 6. Temperature values obtained by experiment and simulation

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图 7. FBG温度传感器和热电偶在(a)真空和(b)常压环境下的升温过程

Fig. 7. Comparison curves of FBG sensor and thermocouple under (a) vacuum and (b) normal pressure conditions

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表 1银、铜、铝与304不锈钢的热扩散率

Table1. Thermal diffusivities of Ag, Au, Al and 304 stainless steel

Material	k /(W·m^-1·K^-1)	c /(J·kg^-1·K^-1)	ρ /(10³ kg·m^-3)	a /(m²·s^-1)
Ag	429	232	10.49	1.76×10^-4
Au	401	386	8.96	1.16×10^-4
Al	237	880	2.70	7.97×10^-5
304 stainless steel	16	500	7.93	4.03×10^-6

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郑嘉麒, 余有龙, 靳夏文. 基于光纤光栅的真空环境不锈钢热传递研究[J]. 中国激光, 2018, 45(4): 0406002. Zheng Jiaqi, Yu Youlong, Jin Xiawen. Thermal Transmission of Stainless Steel Under Vacuum Condition Based on Fiber Bragg Grating[J]. Chinese Journal of Lasers, 2018, 45(4): 0406002.

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图 1. 不锈钢平台示意图

Fig. 1. Diagram of stainless steel frame

图 2. 光纤光栅温度场测量系统

Fig. 2. Measurement system of temperature field based on FBG

图 3. (a)真空与(b)常压环境下温度云图

Fig. 3. Temperature nephogram under (a) vacuum and (b) normal pressure conditions

图 4. 不锈钢平台测点分布。(a) FBG传感器;(b)热电偶

Fig. 4. Distribution of measurement points of stainless steel frame. (a) FBG sensor; (b) thermocouple

图 5. 真空与常压环境下温度曲线图

Fig. 5. Temperature curves under vacuum and normal pressure conditions

图 6. 实验和仿真所得温度值

Fig. 6. Temperature values obtained by experiment and simulation

图 7. FBG温度传感器和热电偶在(a)真空和(b)常压环境下的升温过程

Fig. 7. Comparison curves of FBG sensor and thermocouple under (a) vacuum and (b) normal pressure conditions

表 1银、铜、铝与304不锈钢的热扩散率

Table1. Thermal diffusivities of Ag, Au, Al and 304 stainless steel

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Fig. 3. Temperature nephogram under (a) vacuum and (b) normal pressure conditions

图 4. 不锈钢平台测点分布。(a) FBG传感器;(b)热电偶

Fig. 4. Distribution of measurement points of stainless steel frame. (a) FBG sensor; (b) thermocouple

图 5. 真空与常压环境下温度曲线图

Fig. 5. Temperature curves under vacuum and normal pressure conditions

图 6. 实验和仿真所得温度值

Fig. 6. Temperature values obtained by experiment and simulation

图 7. FBG温度传感器和热电偶在(a)真空和(b)常压环境下的升温过程

Fig. 7. Comparison curves of FBG sensor and thermocouple under (a) vacuum and (b) normal pressure conditions

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