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《化學液相沉積法制備碳_碳復合材料時的溫度場研究.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第42卷第3期西安交通大學學報Vol.42№32008年3月JOURNALOFXI′ANJIAOTONGUNIVERSITYMar.2008化學液相沉積法制備碳/碳復合材料時的溫度場研究112潘仡文,楊冬,劉紅林(1.西安交通大學動力工程多相流國家重點實驗室,710049,西安;2.中國航天科技集團公司4院43所,710025,西安)摘要:根據(jù)制備過程中碳纖維骨架內(nèi)煤油發(fā)生相變時的氣液兩相流動與傳熱傳質(zhì)、預制體對煤油的導熱以及碳纖維多孔介質(zhì)內(nèi)的傳熱傳質(zhì)性質(zhì),建立了描述碳纖維骨架內(nèi)溫度場分布與相變特性的數(shù)學模型.對采用感應加熱方式、直徑為
2、70mm的預制體在汽化溫度為453115K時的制備過程進行了數(shù)值研究,得到了骨架內(nèi)溫度場隨時間的變化.給出了不同時刻的溫度場分布、徑向溫度隨時間的變化規(guī)律,以及相變過程含氣率沿徑向的分布.將計算所得的電加熱功率與制備過程中實際的電加熱功率進行了比較,二者較為接近,驗證了所建數(shù)學模型的可靠性.關鍵詞:化學液相沉積法;碳/碳復合材料;溫度場中圖分類號:TQ028文獻標志碼:A文章編號:0253O987X(2008)03O0309O04ResearchonTemperatureFieldofKerosenewhenPreparingCarbo
3、n/CarbonCompositesbyChemicalLiquidDeposition112PANYiwen,YANGDong,LIUHonglin(1.StateKeyLaboratoryofMultiphaseFlowinPowerEngineering,Xi′anJiaotongUniversity,Xi′an710049,China;2.The43rdInstituteofthe4thAcademyofCASE,Xi′an710025,China)Abstract:Amodeloftemperaturefieldandphas
4、echangeinthecarbonfiberpreformwasestab2lishedbasedonheatandmasstransferofgasandfluidphasesflow,heatconductionbetweenthepreformandkerosene,andheatandmasstransferinthecarbonfiberperform.Anumericalin2vestigationonpreparationatthevaporizationtemperature453115Kforthepreformwi
5、thadiame2terof70mmusinginductionheatingwasperformed.Thechangeofthetemperaturefieldwithtimeinthepreformwasobtained.Thetemperaturedistributionatdifferenttime,thevariationofradicaltemperaturewithtime,andvaporratesalongtheradicaldirectioninthephasechangeprocesswereindicated.
6、Thecomputingresultsareinagreementwiththedataoftheactualpowerinputofelectricheating.Keywords:chemicalliquiddeposition;carbon/carboncomposites;temperaturefield碳/碳復合材料廣泛應用于航空、航天、生物及層高出50～100倍,從而預制體的致密化速度比氣多種民用領域.目前,制備碳/碳復合材料的方法大相沉積法也高出50～100倍,大大縮短了制備時間,體分為氣相法和液相法兩大類.氣相法主要有化
7、學降低了制備成本.氣相沉積(CVD)和化學氣相滲透(CVI).氣相法出基于上述優(yōu)點,本文對碳纖維預制體骨架浸在現(xiàn)較早,無論是在實驗還是數(shù)值模擬方面都較為成煤油中發(fā)生池沸騰換熱時的骨架溫度場進行了數(shù)值[1O4]熟.化學液相沉積法是在液態(tài)碳氫化合物中進行計算,計算時考慮了氣液兩相間的傳熱與傳質(zhì)以及的,在預制體的周圍不斷形成高密度的液O氣相包裹相變的產(chǎn)生.層,這種包裹層的密度比傳統(tǒng)氣相沉積法的純氣相收稿日期:2007O06O18.作者簡介:潘仡文(1982-),男,碩士生;楊冬(聯(lián)系人),男,副教授.基金項目:國家科技支撐計劃資助項目(200
8、6BAA03B02O03).310西安交通大學學報第42卷1數(shù)學模型圖1所示為化學液相沉積法(CLD)制備碳/碳復合材料的示意圖,石墨棒被交變磁場的磁力線所切割,產(chǎn)生渦流,渦流回路使石墨棒發(fā)熱,從而加熱預制
