高温作业专用服装材料的热传导模型研究

本文根据热传递的基本原理,运用数据拟合、拉普拉斯等算法,建立了高温作业专用服装材料热传导模型,并通过分步求解找到各层材料的最优厚度。由题设限定时间内温度不超过44℃的条件得到第一个厚度的值的集合记为H1,再在H1中找满足温度不超过47℃的厚度值的集合记为H2,最后在中即可以找到最优厚度。     

超高强度钢热成形过程中的接触热阻

接触热阻作为超高强度钢热成形过程中重要的参数之一,其取值直接影响相关数值模拟结果的准确度。该文在参阅大量文献的基础上,对接触热阻的传热机理进行综合评述;分析了热成形过程中压力、温度等因素对接触热阻的影响;介绍了国内外研究的若干理论模型。对已报道的科研工作进行了总结,提出了今后的研究方向。     

高速飞行器燃油热管理系统飞行热航时

目前高速飞行器机载热负荷呈指数上升趋势，而由于气动加热作用，机身温度随航时增长也持续上升，这两者严重限制了高速飞行器的续航时间和电子设备的使用时长。燃油作为飞行器所必须携带的大比热容液体工质，是机载热沉的优选。燃油热沉利用会受气动加热、耗油量、飞行时长的综合影响。本文以机载燃油热沉为核心，研究高速飞行器燃油热管理系统参数设计对飞行热航时的影响。建立了燃油-消耗性冷却剂热利用系统的动态特性方程，并提出热航时的概念以衡量热负荷作用下燃油不发生超温的飞行时长，详细讨论了上述各影响因素与热利用系统参数对热航时的影响。上述研究可为高速飞行器热管理系统设计选型提供参考。     

低流量下等高差自然循环系统倒流现象实验研究

自然循环系统由于具有固有安全性而被广泛应用于核电站中。等高差自然循环系统是一种特殊的系统，其加热段与水箱之间是通过上下水平段连接。在低流量条件下，这类自然循环系统会发生水箱冷水倒流至上水平段的现象，目前对该现象的研究并不常见。对等高度差自然循环系统的上水平段倒流特性进行了可视化实验研究。实验结果表明，上水平段倒流长度随流量的增加而减小，随着加热段出口流体与倒流流体温差的增大而增加。研究发现，上水平段倒流现象主要受加热段出口流体惯性力和与倒流流体形成的浮升力共同影响，并且倒流现象的发生可以通过Richardson数来判定。     

拉曼方法同时测量单根碳纤维热物性和对流传热系数

主要完善并利用新近提出的激光拉曼测试方法,在333.15K环境温度下测量了单根碳纤维的热导率(不考虑接触热阻),并与直流通电法测量结果进行比较,两者符合较好,验证了新提出的激光拉曼测量方法的可行性。同时激光拉曼方法还测量得到了接触热阻、碳纤维的激光吸收率及与空气的对流传热系数,并处理得到考虑接触热阻后修正的碳纤维真实热导率。     

孔隙随机结构对非均质多孔泡沫导热性能的影响

多孔泡沫是一类低密度、高比表面积、具有独特性能的新型功能材料。实际多孔泡沫材料通常是非均质的,即其孔隙结构分布是随机的。为研究非均质多孔泡沫材料的导热性能,提出用孔隙均匀度作为表征孔隙结构分布随机性的参数,以多孔石墨泡沫为例,分析孔隙均匀度对多孔泡沫有效热导率的影响。数值计算结果表明：孔隙结构分布越不均匀,多孔泡沫材料的导热性能越差。根据计算结果提出了非均质石墨泡沫相对有效热导率的预测式,并与现有文献报道的结果进行了比较,发现当前结果呈现了孔隙结构随机性对材料有效热导率的影响,与ORNL实验结果更吻合。     

变系数各向异性热传导问题边界元解法

提出了一种用边界元法求解一般变系数各向异性热传导问题时建立基本解的方法,并导出了求解一般二维和三维各向异性稳态热传导问题的纯边界积分方程。所建立的基本解考虑了热导率是空间坐标的函数,因此所导出的积分方程可用于求解非均质材料传热问题。由热源项引起的域积分,运用径向积分法将其转换成边界积分,形成不需要内部点的纯边界元算法。给出了二维和三维问题3个分析算例,并通过将边界元法结果与有限元法结果进行对比,证明了方法的正确性和有效性。     

节点作用力对点接触热电输运性质的影响

设计了由两根交叉微米线构成的点接触测量装置,推导了接触热阻测量的实验原理,分析了微米线的表面形貌,实现了不同作用力下接触热阻和接触电阻的同时测量。结果表明：两微米线刚接触时,接触热阻和接触电阻均比相对位移大于5 μm时的结果大近一个数量级,且两者的比值满足Wiedemann-Franz定律;随着相对位移增大,绝缘层对导热的贡献增大,接触热阻减小,但接触电阻几乎不变;继续增加相对位移,得到的接触热阻和接触电阻几乎均与作用力无关,Lorenz数为（4~5）×10^-8 W·Ω·K^-2。     

钙质砂热传导性能试验

基于热针法测得了不同条件下南海钙质砂的热传导性能,探讨了含水率、干密度、温度、颗粒粒径等因素对钙质砂热导率的影响。研究结果表明：钙质砂热导率随含水率、干密度的增大而增大,且含水率越大,干密度对热导率的影响越明显;相对于随干密度的变化,钙质砂热导率随含水率的变化尤为显著;钙质砂热导率随温度升高而增大,但是热导率在不同温度下随含水率的增长趋势不同;颗粒粒径对钙质砂热导率的影响甚微;在钙质砂中掺入一定量石英砂有助于改善其导热性能。     

土体热传导性能及其热导率模型研究

为研究不同土体的热传导特性变化规律,利用热探针测试了南京地区典型土体在不同含水量和干密度状态下的热阻系数,分析了含水量、干密度、饱和度以及矿物成分等因素对土体热阻系数的影响,研究了不同状态下土体热导率的预测模型,提出了适用于不同地区土体热阻系数估算的修正系数.结果表明:南京地区典型土体的热阻系数随含水量和干密度增加而减小,当含水量超过一定范围后,热阻系数趋于稳定;热阻系数与饱和度之间的关系表现出与其含水量之间相似的变化规律;土颗粒的热传导特性由其矿物成分决定,石英含量对土颗粒热传导特性有着显著影响;提出了可用于非饱和土热导率估算的修正归一化模型,该模型对于粗粒土具有较高的预测精度,细粒土则需考虑区域差别进行修正.