硅碳棒热辐射性能对硅碳棒辐射热流密度的影响初始条件:电功率P=1000W，有效辐射长度L=40cm，复合材料电热体有效半径r=0.3cm，石英外半径R=0.6cm，石英发射率。quart:二0.8。辐射热流密度的模拟结果，如图4所示。从图4中可以看出，当离硅碳棒表面较近，热流分布呈弓形，随着距离增加逐渐过渡成椭球状。在热流密度分布云图中用色调冷暖表示热流密度值高低，距离硅碳棒表面较近，中间段热流密度值较高，在端部急剧下降，随着封闭腔有效半径的增大，色调过渡平缓，这说明热流密度值的变化幅度减小，热流密度均匀性提高。图4碳素复合材料硅碳棒辐射热流密度的模拟图取封闭腔半径:=2.5cm，取有效辐射长度中心计算辐射热流密度值。从图5可以看出，热流密度值随复合材料发射率的提高而提高。由于硅碳棒阻隔波长外的能量是石英二次辐射能的提供者，因此辐射体系的供能者可最终为碳素复合材料。当输人功率一定，复合材料热辐射总能量不变，而辐射能波段分布的比例不同。根据维恩定律，辐射峰值波长与温度成反比，提高发射率势必降低表面温度，因此随着复合材料发射率提高，峰值波长向长波移动，由于硅碳棒热效应波段在2.5cm以外，提高发射率势必增大该区域辐射能的比例，因此硅碳棒的辐射热流密度提高。参照辐射加热器温度分布表征方法，用辐射热流密度的不均匀度宁表征电热硅碳棒有效辐射长度内热流密度分布。不均匀度泞公式如下:式中，qm。为有效辐射长度内辐射热流密度的最小值(W/cmz)qmax为有效辐射长度内辐射热流密度的最大值(W/cmz)，碳素复合材料发射率与辐射热流密度分布的不均匀性关系，如图6所示。随复合材料发射率的提高，热流密度不均匀性增大。由于石英的光谱特性使研究波段内存在阻隔波长，以上分析可知，提高复合材料发射率使研究波段内辐射能比例增大、峰值波长向长波移动，这使阻隔波长外的辐射能提高，因而转化为石英二次辐射的能量提高，沿石英管轴线的有效辐射不均匀，因此二次辐射能的增大使硅碳棒辐射热流密度的不均匀度提高。www.sdzygw.com