(1＼客车隔热壁的热图分析L720，罗铁道部口方车辆研究所机电s㈣㈣椭行坚垫分析铷辨t垒主题词客车热I性能红外成像系统分析Ifr)———————————一l，，、，，nL一Abstrae(In-"'-~hispaperinpassengercarmeasuredbykulil⋯izingh⋯eatimagefo⋯rmin妇gtechnologyisanal⋯ysed您，yL静1概述客车隔热壁的隔热性能一般均用热传递系数，即K值表示。该值的物理意义是隔热壁内外有1K温差时，通过隔热壁单位面积所传递的热量，可用下式表示：K=W／(F×aT)(1)式中：——通过隔热壁传递热量的总功率，W；F——传递总功率的隔热壁传热面积，m2；△丁——隔热壁内外的温差，K。隔热壁热传递示意图见图1。热量通过隔热壁传递的过程可分为三段：第一段是温度高的一侧的空气和隔热壁表面之间的热传递；第二段是由温度高一侧隔热壁表面通过隔热壁向温度低一侧隔热壁表面传递I第三段是温度低一侧隔热壁表面和温度低一侧空气之间的传递。其中，隔热壁两表面之间的热传递过程是整个隔热壁隔热性能的主要部分。隔热壁性能的好坏，直接表现为隔热壁两表面温度的差异(丁一T)，这差异愈接近收穑日期：1997一o8—25客车隔热壁的热圈分析裴祥林隔热壁内外空气温度的差异(丁一丁)，说明隔热壁的隔热性能愈好。换句话说，隔热壁表面温度愈接近它附近的空气温度，即：T¨≈Tl或T2。≈则表明隔热壁的隔热性能愈好。当然这是指隔热壁两侧空气温度存在温差时，即：丁l≠丁2这一结论才成立。r，1．热流一r，1图1隔热壁热传递示意圈综上所述，只要测得隔热壁表面温度和它附近空气温度的差别，就可以得知该隔热壁隔热性能的好坏。但要作这样的判定，就必须测得隔热壁表面的温度场，而表面温度场的测得，只有依靠隔热壁的热图，别无他法。客车隔热壁热图，是根据客车隔热壁表面红外辐射能量形成的图像。这是本世纪中期发展起来，并开始扩大应用的一种高科技，它的基础就是红外遥感技术。任何物体，只要其温度高于绝对温度，在其表面就会有红外能量辐射出来，其全辐射·37·维普资讯http://www.cqvip.com功率与物体表面温度的四次方成正比。用数学式可表达如下：Wb—eaT‘(2)式中：e——光谱辐射率，等于物体光谱辐射功率与黑体光谱辐射功率的比值，其值在O～1之间，与辐射波长、物体表面温度、物体表面状态等因素有关；——斯蒂芬一波尔兹曼常数，一567X10W／(m·K‘)；了'——物体表面绝对温度，K。因此，物体某点的表面温度就可以用该点的红外辐射能量来表示。那么，该物体表面温度场就可以用组成该表面的点的红外辐射能量的组合来表示。这个表面红外辐射能量的组合就是这一表面的红外热图，也就是该表面的表面温度场2获得可用热圉的基本条件这里可用热图的概念，是指为了便于对客车隔热壁的隔热性能进行分析，在某些条件下所获得的热图。这些基本条件为：(1)被测客车表面必须保持干燥，没有严重的污垢和油泥。(2)客车停放地点的空气温度，在测试期间不应有剧烈的变动。并有遮风挡雨的设备，使被试客车不受风雨的影响。(3)在客车内外造成2O℃左右的温差，并保持2h以上，等隔热壁中因热传递形成的温度梯度建立起来后，才可进行热图测试。(4)在进行热图测试时，尽量不要使照明光线直射被测客车表面，以免对热图形成千扰。3客车隔热壁热圉的基本分析在获得客车隔热壁的热图以后，根据辐射能量和温度的关系，转换成隔热壁的表面温度场。从该温度场所获得的信息，首先可以得到隔热壁结构的基本情况。下面以一辆准·32·高速客车为例分析说明。3．1从热圜看客车隔热壁结构因素从热图可以获得客车隔热壁内部设计的结构情况，并可得知各种结构因素对隔热壁隔热性能的影响程度。图2所示为该客车车顶的表面温度场(见封三)。该热图是在车内温度高于车外温度的情况下测得的，车外空气温度为12℃，车内空气温度为37℃。本文所举热图均为在该条件下测得。由图上看到的黄绿色格条就是该车的车顶弯粱和小纵梁。被梁包围的蓝绿色区域是内装隔热料的区域。由图右边的温度色标可知，有梁区的表面温度要比正常隔热料区的表面温度高出17．0左右，有梁区的漏热要比隔热料区大得多，所以，从设计上处理好梁区的隔热也是很重要的。图3所...
