专利汇可以提供测定导热体内部结构的方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且在用来确定例如 涡轮 叶片 (3)的冷却结构这样的导热体(3)内部结构的非破坏性方法中,对内部结构通以流动介质,用 像素 化热像检测器(7)记录导热体(3)外表面(8)上的合成热像。内部结构的 传热 系数 和壁厚通过一维,二维和三维逆解法确定,该方法包含使用传热系数和壁厚的初始值和用 迭代 法优化这些值的表面 温度 数值模型。在本方法的特殊变体中,导热体内部结构的空间几何形状通过相同的逆解法和用迭代法来优化的 几何模型 确定。不需要预先知道内部几何形状。,下面是测定导热体内部结构的方法专利的具体信息内容。
1.用来确定具有让流动介质流过的内部结构的导热体(3) 的传热特征的方法,包括以下步骤,
对导热体(3)的内部结构通以具有第一温度的第一流动介质,
用像素化图像检测器(7)将导热体(3)的外表面(8)的第 一热像作为时间的函数记录下来,
处理第一热像以便获得对于给定的时间点集(t)和表面(8) 上的给定点集(x,y,z)的第一表面温度测量值(Ts,meas(t,x,z,y)),
对于相同时间点集使用数值模型(Mnum)预测通过导热体(3) 的相同外表面(8)的由于流过导热体(3)的瞬态流产生的第一 表面温度(Ts,pred(t,x,y,z)),
对第一表面温度测量值(Ts,meas(t,x,z,y))和第一表面温度预 测值(Ts,pred(t,x,y,z))应用最佳匹配法(匹配)并确定它们之间 的匹配程度,
通过迭代过程(10)优化第一表面温度预测值(Ts,pred(t,x,y,z)) 直到第一表面温度测量值(Ts,meas(t,x,z,y))与第一表面温度预测 值(Ts,pred(t,x,y,z))之间的匹配程度被优化,
其特征在于:
所述数值模型(Mnum)包括导热体(3)的内部结构的传热系 数(hi)和壁厚(δi)的初始值,该初始值在迭代过程(10)中被 优化,直到第一表面温度预测值(Ts,pred(t,x,y,z))与第一表面温 度测量值(Ts,meas(t,x,z,y))之间的匹配程度被优化,并且确定与 优化的匹配程度相对应的最终传热系数(hf(x,y,z))和壁厚(δf (x,y,z))。
2.如权利要求1所述的方法,
其特征在于:
所述数值模型(Mnum)包括导热体(3)的内部结构的二维或 三维几何模型(Mgeom),它在本方法的每次迭代过程中被优化直到 获得第一表面温度预测值(Ts,pred(t,x,y,z))与第一表面温度测量 值(Ts,meas(t,x,z,y))之间的最佳匹配,并且确定内部结构几何形 状的最终值。
3.如权利要求1或2所述的方法,
其特征在于:
所述数值模型(Mnum)包括瞬态流动介质的初始局部热通量 (qi),它在本方法的每次迭代过程(10)中被优化。
4.如权利要求1或2所述的方法,
其特征在于:
所述数值模型(Mnum)包括材料参数初始值(Ai,Bi,Ci),它在 本方法的每次迭代过程中优化,并获得材料参数最终值(Af,Bf,Cf)。
5.如权利要求1到4中任一项所述的方法,
其特征在于:
包含在所述数值模型(Mnum)中的值依照下列标准中的一个 或多个来被优化:
壁厚是有限的,而且穿过所述壁的温度梯度为零,
壁厚是有限的,而且所述壁具有垂直穿过的有限温度梯度,
壁厚是有限的,而且所述壁具有二维或三维有限温度梯度。
6.如权利要求1或2所述的方法,
其特征在于:
第一表面温度测量值(Ts.meas(t,x,z,y))与第一表面温度预测 值(Ts,pred(t,x,y,z))之间的匹配依照下列标准中的一个或多个来 确定:
给定像素上的绝对表面温度,
从初始温度开始,温度随着时间的变化,
温度对时间或空间的偏导数,
对时间或空间的综合偏导数。
7.如权利要求1或2所述的方法,
其特征在于:
对导热体(3)的内部结构通以具有与第一流动介质的第一温 度不同的第二温度的第二流动介质,并执行以下步骤:
用像素化图像检测器(7)将导热体(3)的外表面(8)的第 二热像作为时间函数记录下来,
处理第二热像以便获得对给定时间点集(t)和表面(8)上的 给定点集(x,y,z)的第二表面温度测量值(Ts,meas(t,x,z,y)),
对相同时间点集使用数值模型(Mnum)预测通过导热体(3) 的相同外表面的由于流过导热体(3)的瞬态流产生的第二表面温 度(Ts,pred(t,x,y,z)),
将最佳匹配法(匹配)应用于第二表面温度测量值(Ts.meas (t,x,y,z))和第二表面温度预测值(Ts,pred(t,x,y,z))并确定它们 之间的匹配程度,
通过迭代过程(10)优化第二表面温度预测值(Ts,pred(t,x,y,z)) 直到第二表面温度测量值(Ts,meas(t,x,y,z))与第二表面温度预测 值(Ts,pred(t,x,y,z))之间的匹配程度被优化,
所述数值模型(Mnum)包括导热体(3)的内部结构的传热系 数(hi)和壁厚(δi)的初始值,它们在迭代过程(10)中被优化 直到第二表面温度测量值(Ts,meas(t,x,y,z))与第二表面温度预测 值(Ts,pred(t,x,y,z))之间的匹配程度被优化,通过第一和第二温 度数据集合的叠加,确定与温度数据第一和第二集合的优化匹配 程度相对应的最终传热系数(hf(x,y,z))和壁厚(δf(x,y,z))。
8.如权利要求1或7所述的方法,
其特征在于:
通过加热器(2)控制穿过导热体(3)的第一和/或第二流动 介质的温度。
9.如权利要求1或7所述的方法,
其特征在于:
根据流动介质源(1)使图像检测器(7)记录的表面温度(Ts) 与时间数据(t)同步。
10.如权利要求1所述的方法,
其特征在于:
像素化热像检测器(7)是红外线检测器或高温计。
本发明是关于通过红外线表面成像进行的传热测量来测定导 热体的传热特性的非破坏性方法,该导热体具有内部结构。
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