热塑性复合材料等效导热系数测定方法

为了提高热塑性复合材料的导热性,为热塑性复合材料的开发与应用提供依据,研究了一种热塑性复合材料等效导热系数测定方法。将聚酰亚胺模塑粉、胶体石墨和炭纤维作为原料,制备热塑性复合材料,搭建复杂环境下导热系数测试实验平台,通过稳态法对理论上单一材料的导热系数进行计算。把填料转换成体积含量,研究热塑性复合材料导热性能,发现填充石墨和炭纤维的热塑性复合材料导热性能有很大的不同,需研究一种通用的热塑性复合材料等效导热系数测定方法。生成等效结构,在此基础上,依据常物性、无内热源与稳态热传导对热塑性复合材料等效导热系数进行测定,利用从底向上的计算方式求出等效导热系数。通过实验测试平台测量炭纤维填充热塑性复合材料和石墨填充热塑性复合材料,结果表明,所提测定结果基本分布于实测数据周围。通过人为添加满足正态分布的实验误差当成实验测量值对等效导热系数进行测定,所提方法可在测量误差情况下给出准确的热塑性复合材料等效系数测定结果。可见所提方法测定结果准确。     

多相物质的有效导热系数

对由固体球状颗粒和经历了相变的充填物所组成的多相充填床建立了数学模型,对充填物的熔化和凝固过程进行了数值计算,并在此基础上计算了由不同相所组成的区域内的有效导热系数．运用特殊的数学方法处理相变过程中潜热的释放或吸收,分析了导热参数的变化对有效导热系数的影响．得出有效导热系数的计算结果：对于玻璃球冰充填床,为１５６Ｗ／（ｍ·Ｋ）,和实验结果的相对误差为２５％;对玻璃球水充填床,为０７８Ｗ／（ｍ·Ｋ）,和实验结果的相对误差为３８％．这表明：用数值计算的方法研究多相物质的有效导热系数是一种行之有效的手段     

混合对流圆柱形封闭空间的等效导热系数及其应用

以从热面向冷面传热量相同为条件,针对封闭空间内具有混合对流及导热问题引进了等效导热系数概念。以圆柱体熔体为背景计算了等效导热系热以及它与熔体空间形状、Re数和Gr数等因素之间的关系,对所得结果进行了物理的解释。这些结果对诸如金属凝固、晶体生长等问题的计算有一定参考价值。并将计算结果与砷化镓单晶生长过程中实测数据进行对比,两者相当吻合。     

高温气冷堆球床等效导热系数实验研究进展

堆芯球床等效导热系数是直接影响高温气冷堆燃料最高温度和堆芯温度分布的关键参数;在余热导出过程中起主导作用。开展球床等效导热系数的实验研究对于反应堆分析程序的完善、研究提高高温气冷堆单堆功率的可能性、以及工程的安全分析具有重要的意义。综述了国内外球床等效导热系数测量的研究现状,给出了清华大学HTR-PM三维堆芯球床等效导热系数测量实验最新成果,总结了各国实验的研究手段,对研究方向进行了讨论。     

裂隙岩体等效导热系数影响因素的分析研究

为研究岩体等效导热系数各影响因素的作用机理,通过ADINA数值模拟和室内试验,分别分析了孔隙率、裂隙、裂隙水流速和流体粘性等信息元对岩体等效导热系数的影响。结果表明:等效导热系数与孔隙率、流体粘性呈负相关关系,并且在裂隙的不同方向上存在差异;低流速时,等效导热系数与流体流速呈正相关关系,超过某一临界流速呈负相关关系。为复杂条件下导热系数的确定以及更加准确的分析温度场分布情况提供了新方法和依据。     

复合材料等效导热系数的理论推算

藉最小热阻力法则和比等效导热系数相等法则,提出了用求复合材料的等效热阻及其限区来确定该复合材料的等效导热系数的方法,导出了推算复合材料等效导热系数的普遍式和一些具体式,给出了复合物中各组分的导热系数、容积比、相互组合的形状及取向等因素对等效导热系数影响的一些具体算值,将球堆积床的等效导热系数本文算值与已知实验数据作了比较,二者吻合良好。精度优于Eucken方程。     

气凝胶及其纤维复合材料等效导热系数预测

为了研究气凝胶及其纤维复合材料的隔热性能,分别数值重构了几种气凝胶及其纤维复合材料的微细观随机结构,采用格子Boltzmann方法数值求解了它们的等效导热系数,同时用基于瞬态平面热源法的Hot Disk热常数分析仪测量了它们在复杂环境下的等效导热系数。研究表明:骨架连续的开孔型微观结构比骨架不连续的颗粒型微观结构更符合气凝胶的实际结构,开孔型结构等效导热系数的数值预测值与实验值的偏差大部分在±10%内;气凝胶的密度值会影响它的隔热性能,且存在着最佳的密度使得气凝胶的等效导热系数最低;纤维复合气凝胶的等效导热系数随着纤维体积分数的增加而增加;纤维在垂直于热流方向的水平面内随机排布时对气凝胶的隔热性能影响最小。     

含分布式内热源复合平板等效导热系数模型

复合材料广泛应用于能源工业等诸多领域,其等效导热系数是预测复合材料温度分布的关键参数。现有复合材料等效导热系数模型的分析对象大多不含内热源,对于核反应堆燃料等含分布式内热源复合材料的等效导热系数的研究还不够深入。该文针对含分布式内热源两相复合平板的导热问题,推导了预测其平均温度的等效导热系数理论模型,通过与无内热源情况对比,分析了内热源分布等因素的影响规律。将内热源随机分布对平均温度的影响分解为均匀分布加扰动的形式,分析了内热源偏离均匀分布时对等效导热系数的影响。结果表明：在一定条件下(如内热源分布较分散),内热源非均匀分布对平均温度的影响较小。研究结果可为今后研究核反应堆燃料的等效导热系数奠定基础。     

基于球型填充相复合材料有效导热系数的计算

文章运用数值单元体法建立了计算填充二硫化钼聚甲醛基复合材料有效导热系数的模型,提出了用有限元法和用求单元体模型的等效热阻来确定该复合材料等效导热系数2种计算方法,通过计算表明2种方法的计算结果比较接近,并运用上述方法研究了二硫化钼含量对聚甲醛基复合材料导热系数的影响规律.     

多相固体的本构等效问题

本文讨论了多相固体的本构等效理论和应用分析方法,提出多相体的等效变形梯度、等效应变、等效第一类P-K应力和等效应力的表面位移和表面力的定义式,使能考虑相间结合缺陷引起的位移间断情况。文章论证了所述等效理论具有的形变功率等值性和线弹性条件下的应变能等值性。作为例子,文章介绍了空心微珠复合材料考虑相间结合缺陷的等效杨氏模量计算式。     

固定床反应器传热系数的计算

本文提出了固定床反应器床层温度分布的新的计算公式。运用计算机优化参数得有效导热系数K_e和壁给热系数H-W,并推算出温度分布,所得结果与实测值符合较好。     

传导面积及轴向导热对高温换热设备管口区传热的影响

对高温换热设备管口区的传热进行了深入的分析。采用数值计算方法着重研究了管口单元传导面积和管段轴向导热对管口区温度场的影响,得到了管口最高温度与延伸管段长度之间的关系。将计算结果与不考虑这两个因素时的已有结果进行了比较,表明对于高温换热设备管口结构的控温防护而言,其影响是不可忽略的。     

边界元法在轴对称热传导问题中的应用

本文采用直接法推导了轴对称热传导势问题的基本解和边界积分方程,并用线性元进行边界离散,编制了包括三类边界条件在内的轴对称体热传导边界元法分析程序。文末计算了两个具有不同边界条件轴对称体的稳态温度场分布,计算结果与理论解完全一致。     

准稳态周期导热复数解

文章提出了一种复数方法来求出准稳态周期导热的解。此复数法可将准稳态周期导数的微分方程或微分方程组转换为代数方程或代数方程组,从而使解容易得到。     

多相流热物理研究的进展

首先阐述了工程热物理领域中研究多相流动及其传热传质规律这一新的学科分支─—多相流热物理学的重要意义及其在我国国民经济发展中的作用和地位，其次介绍了西安交通大学在这一方面的研究工作，特别是近十五年来研究多相流及其传热特性开展的情况，最后提出了今后多相流热物理方面研究工作发展的方向和趋势。     

管壁导热对管内流动流体热边界条件的影响

对层流管内受迫流动热入口段内流体与管壁间耦合传热进行了计算,研究了试件几何尺寸、试件与流体物性参数及流体流动状态对内管壁处流体热边界条件均匀性的影响。研究结果表明,在管外壁均匀加热（或冷却）的情况下,管壁导热也使得内管壁处流体的热边界条件出现明显的不均匀性。影响这种不均匀性的主要因素是Ｐｅｃｌｅｔ数、管壁材料的相对导热系数、实验段相对热长度及管壁相对厚度等无量纲参数。为了改善管内壁处流体的热边界条     

管壁导热对管内流动流体热边界条件的影响

对层流管内受迫流动热入口段内流体与管壁间耦合传热进行了计算 ,研究了试件几何尺寸、试件与流体物性参数及流体流动状态对内管壁处流体热边界条件均匀性的影响。研究结果表明 ,即使在管外壁均匀加热 (或冷却 )的情况下 ,管壁导热也使得内管壁处流体的热边界条件出现明显的不均匀性。影响这种不均匀性的主要因素是Peclet数、管壁材料的相对导热系数、实验段相对加热长度及管壁相对厚度等无量纲参数。为了改善管内壁处流体的热边界条件以提高对流换热实验结果的精度和可靠性 ,在保证管外壁加热 (或冷却 )均匀性的前提下 ,一定要尽可能采用足够长的薄壁管做对流换热实验的加热段。此外 ,试件的材料与拟采用的加热方式有关。恒壁温加热时要选用导热系数大的材料 ,而恒热流加热时 (如外绕加热丝加热或管壁直接通电加热 )则应选用导热系数较小的材料     

凝固传热数值解中潜热的等效

潜热的等效是求解凝固传热问题常用的一种数值处理形式。对等效对象的研究,不同的学者曾采用多种方法。本文提出了等效实体导数法,能准确地模拟潜热对温度分布的影响。该法计算机实施简便,算例表明,结果与实际基本符合。     

非齐次热传导方程的隐式差分方法（Ⅲ）

本文提出了一种数值求解非齐次热传导方程的两层三点隐式差分方法。所得格式的精度依次为Ｏ（ｋ＋ｈ＾２），Ｏ（ｋ＾２＋ｈ＾３），Ｏ（ｋ＾２＋ｈ＾４），且均为无条件稳定。用于数值算例，检验了文中格式的性态。