瞬态法测量木材热物性的理论与实验研究

为了有效测量不同含水率木材的热物性，提出了一种新的瞬态平面热源测量法。在一定的简化条件下求解一维有限厚度平板的非稳态导热微分方程，得到了平板木材试样的温度随时间和平板厚度变化的短时间公式，并由此建立了在恒定热流加热条件下木材热物性的瞬态测量实验台。利用此实验台测量了不同含水率的落叶松和红松试样的径向导热系数、热扩散系数和比定压热容等热物性参数并与文献数据进行了比较。结果表明，该瞬态测量方法具有较高的精度，比准稳态法更好地满足了一维导热条件，利用此方法能够有效而快速地对不同含水率的木材进行热物性测量。     

地源热泵土壤热物性测试与分析

运用恒热流测试原理自主研发了岩土热物性测试仪,通过现场测试的方法,调整加热管的加热功率、埋管中循环水流量、埋管进出口水温随时间变化规律,利用线热源理论确定了地下岩土的热物性参数。实验表明,土壤初始温度的测量精度对于提高土壤的导热系数是至关重要的,在未扰动的土壤温度以及给定PE管材的条件下,测试时间为50小时左右时,土壤导热系数逐渐趋于稳定,收敛于3.109 W/(m.℃),整个测试过程平均导热系数为3.489W/(m.℃),该结果为地源热泵系统的准确设计提供了依据。     

定热流热响应实验确定岩土热物性方法

针对工程中常用的定热流热响应实验方法,分析研究了采用不同传热模型耦合不同数据处理方法对确定岩土热物性及钻孔热阻的影响,研究结果表明:采用线热源模型与柱热源模型确定的岩土热物性及钻孔热阻存在较大差异;岩土容积比热对导热系数的确定影响很小,但对钻孔热阻影响较大;三参数估计确定导热系数及钻孔热阻具有良好可信度,但是对于热扩散率的确定稳定性较差.通过分析总结,以最小平均误差作为线热源及柱热源传热模型的权值分析基础,提出三参数估计耦合线热源及柱热源模型的加权平均方法确定岩土热物性及钻孔热阻,该方法具有稳定性好,可信度高的特点.     

变热流工况土壤导热系数对热恢复特性的影响研究

土壤热恢复特性是土壤源热泵长期稳定高效运行的决定性因素之一.土壤导热系数是土壤热物性最重要的参数之一,对土壤的热恢复特性具有决定性意义.利用ANSYS有限元分析模型,模拟研究在变热流工况下,土壤的导热系数对土壤热恢复特性的影响.     

大型软包锂离子电池的热物性实验研究

针对大型软包锂离子电池热物性参数的测定问题,提出适用于该型电池的热参数表征方法. 基于准稳态导热原理,建立电池的传热理论模型. 开展实验研究电池的比定压热容和导热系数与温度的依变关系,分析热损对测试结果的影响,对测试方法的有效性进行验证. 结果表明,电池比定压热容随着温度的升高而线性增大,导热系数受温度的影响较小. 在900 s内可以测得电池热参数在10~60 °C下的变化状况,实验验证结果显示测算精度高于92.3%,具有测算周期短、准确度高和测试灵活等优势.     

某型航空器电源模块热分析

利用ANSYS有限软件对电源模块进行热分析。得出模块内部温度分布情况内部热量流向;根据温度的分布情况对设计提供了合理的散热方案,并且对实际降温效果进行了模拟;根据不同导热对流系数的仿真结果分析推导出了电源模块内部温度分布和导热对流系数之间的计算关系,为电源热设计提供了依据。     

现场岩土热物性参数的影响因素分析

对邢台市一试验井分别进行3d和2d的热响应试验,研究加热功率、测试时长、土壤初始温度对岩土热物性参数的影响。结果表明,同一测试孔在不同的加热功率下的岩土热物性参数存在差异;测试时长为48~64 h时测得的岩土热物性参数比较稳定;土壤初始温度越高,岩土热扩散系数越小。     

苏州某地源热泵项目竖直地埋管岩土热响应试验与分析

以苏州地区某地块项目地源热泵工程为依据,采用恒热流方法对现场单U和双U型地埋管分别进行了岩土热响应试验. 通过该试验获得了该项目现场地质情况和岩土体热物性参数,同时计算出各种工况下地埋管换热性能并进行分析,得出该地区的地下土壤平均导热系数为2.02 W/(m·K),双U型地埋管换热器比单U型地埋管换热器的换热性能约高15%.     

白云鄂博铁精矿热物性与还原性实验研究

通过对白云鄂博铁精矿的研究,探讨其热物性参数及还原特性.在热平衡的基础上,根据一维稳态理论,测定了样品在不同质量比不同温度下的导热系数、体积比热及热扩散系数,回归得出了在高温状态下热物性参数与工作温度之间的关系方程;通过热重法及XRD分析相结合的方法分析其还原性,得出铁矿石与半焦混合物在整个还原反应中按阶梯式还原.     

热成形中材料热物性参数对Beck反算KIHTC的影响

为探究22Mn B5钢板热冲区过程中影响换热强度因素、准确求解KIHTC,利用Beck反算法,准确求解热成形22Mn B5高强钢在冲压淬火过程中的界面换热系数KIHTC,并分析了模具和样件热物性参数的改变对KIHTC的影响.研究中利用自制圆台试验模型和自主开发的Beck反算法程序,分别通过选取不同模具材料(45号钢、H13钢)的方式和通过选用淬火过程中有马氏体相变的22Mn B5钢与无相变的AISI-304不锈钢对比的方式来分别研究模具热物性参数的改变和硼钢淬火马氏体相变过程热物性参数的改变对热成形工艺中KIHTC的影响.分析结果表明:22Mn B5钢样件与45号钢模具间的KIHTC要比与H13钢模具间的KIHTC大,其中导热系数的改变对KIHTC的改变起主导作用;马氏体相变的发生,对KIHTC产生正向增益的效果,且增益量约30.2%,同样,相变前后导热系数的差异对KIHTC的改变起主导作用.     

比较法测取导热系数

自行设计了一种的测取导热系数的实验装置 ,对一些复杂混合物进行导热系数的测定 ,测定结果较好 ,并且在生产中得以应用     

一种基于热线法的横观各向同性材料导热系数的测量方法

材料的导热系数是其重要的热物理特性参数之一,高效地测量各种材料的导热系数具有较重要的实际工程意义.在工程上,有较多材料具有横观各向同性的性质.对于横观各向同性材料导热系数的测量较常用的方法为稳态热平板法.该方法通过在不同方向上对试样施加热流,在材料内部产生稳态的温度分布,通过热流与温度梯度的关系反算导热系数.稳态热平板法基于稳态传热理论,原理简单,但耗时较长,对于待测试样较多的情形,具有一定局限性.热线法基于瞬态传热理论,是一种简单快捷的材料导热系数测量方法.本文基于横观各向同性介质中的热传导理论,对热线法进行了功能拓展,建立了一种利用热线法测量横观各向同性材料导热系数的新方法.将此方法应用于自制的人工横观各向同性材料,并将测量结果与相应的稳态平板法所得结果进行了比较.比较试验结果表明:只要测量过程中实际的探针-试样系统与其对应的理想模型之间具有较高的接近度,即能保证本文方法所得结果的可靠性及可重复性.     

Determination of thermal conductivity of magnesium-alloys

Ｔｈｅｒｍａｌｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙａｎｄｔｈｅｒｍａｌｄｉｆｆｕｓｉｖｉｔｙａｒｅｃｒｕｃｉａｌｔｏｍｅｔａｌｌｉｃｍａｔｅｒｉａｌｓａｓｔｈｅｙａｆｆｅｃｔｔｈｅｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｒａｔｅｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｔｈｅｒｅｆｏｒｅ,ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｔｈｅｔｈｅｒｍｏｐｈｙｓｉｃａｌｐｅｒｆｏｒ ｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｍｅｔａｌｐｒｏｄｕｃｔｓ .Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ ,ｉｔｉｓｏｆｉｍｐｏｒｔａｎｃｅｆｏｒｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌｉｎｄｕｓｔｒｙｔｏｄｅｔｅｒｍｉ…     

改进极限学习机的真空绝热板导热系数测量方法

针对目前真空绝热板导热系数测量时间较长、成本昂贵等问题,提出一种埋入热流计快速测量真空绝热板（VIP）导热系数的方法. 首先应用ANSYS仿真证明了测量原理的可行性,建立了VIP导热系数测量系统,以获取内部压力不同VIP的输出信号频率变化值. 然后,通过埋入真空绝热板内传感器因温度变化引起的输出信号频率变化与导热系数之间的关系,对真空绝热板的质量和寿命作出评价. 最后,利用基于岭回归方法改进了极限学习机的模型（RRELM）,提高了极限学习机（ELM）的泛化能力. 实验结果表明:埋入热流计法可以实现VIP导热系数的快速测量,且与传统极限学习机相比,提出的RRELM模型通过修正导热系数与输出信号频率变化之间的关系,具有更高的测量精度.     

多孔微晶玻璃导热理论模型的验证

为了研究多孔微晶玻璃的孔隙率与导热系数之间的关系,以伟晶岩为原料,采用粉末烧结法和添加造孔剂方法,烧制出乳白色多孔微晶玻璃.根据多孔微晶玻璃的内部结构和孔隙率情况提出3种热传导的理想等效物理模型,推导出数学公式,验证了多孔微晶玻璃的导热系数.实验结果表明,实验测得的多孔微晶玻璃导热系数值与理论导热系数之间具有较好的一致性.如果已知多孔微晶玻璃的孔隙率,那么可以利用理想等效物理模型来推算多孔微晶玻璃的导热系数.     

非平衡分子动力学模拟晶体薄膜热导率

利用非平衡分子动力学(NEMD)模拟方法计算了氩晶体薄膜的热导率.当薄膜厚度达到微纳米量级时,热传导过程产生非Fourier效应,计算热导率的Fourier公式已不再适用,故采用松弛时间近似的Catta-neo方程求解热导率.计算结果表明,当薄膜尺寸达到微纳米量级时,热导率是温度的非线性函数.     

Evaluation of properties and thermal stress field for thermal barrier coatings

In order to get thermal stress field of the hot section with thermal barrier coating (TBCs), the thermal conductivity and elastic modulus of top-coat are the physical key properties. The porosity of top-coat was tested and evaluated under different high temperatures. The relationship between the microstructure (porosity of top-coat) and properties of TBCs were analyzed to predict the thermal properties of ceramic top-coat, such as thermal conductivity and elastic modulus. The temperature and stress field of the vane with TBCs were simulated using two sets of thermal conductivity data and elastic modulus, which are from literatures and this work, respectively. The results show that the temperature and stress distributions change with thermal conductivity and elastic modulus. The differences of maximum temperatures and stress are 6.5% and 8.0%, respectively.     

Numerical and experimental evaluation on methods for parameter identification of thermal response tests

Several parameter identification methods of thermal response test were evaluated through numerical and experimental study. A three-dimensional finite-volume numerical model was established under the assumption that the soil thermal conductivity had been known in the simulation of thermal response test. The thermal response curve was firstly obtained through numerical calculation. Then, the accuracy of the numerical model was verified with measured data obtained through a thermal response test. Based on the numerical and experimental thermal response curves, the thermal conductivity of the soil was calculated by different parameter identification methods. The calculated results were compared with the assumed value and then the accuracy of these methods was evaluated. Furthermore, the effects of test time, variable data quality, borehole radius, initial ground temperature, and heat injection rate were analyzed. The results show that the method based on cylinder-source model has a low precision and the identified thermal conductivity decreases with an increase in borehole radius. For parameter estimation, the measuring accuracy of the initial temperature of the deep ground soil has greater effect on identified thermal conductivity.     

A novel method to determine effective thermal conductivity of porous materials

1 Introduction Due to some unique structure and characteristics, the porous material behaves as afunctional material and is finding more and more applications in a variety of fields suchas aviation, chemistry and energy[1]. In such cases, the effective thermal conductivity ofthe porous materials is a vital parameter that dominates application performances. Gen-erally speaking, the effective thermal conductivity can be measured experimentally, butin some cases (for example the stuffing is l…     

Thermal conductivity measurements on xonotlite-type calcium silicate by the transient hot-strip method

The experimental results of the thermal conductivities of xonotlite-type calcium silicate insulation materials were presented at different temperatures and pressures.Two appropriative surroundings,i.e.an elevated temperature surrounding from ambient temperature to 1450 K and a vacuum surrounding from atmosphere pressure to 10-3 Pa,were designed for the transient hot-strip (THS) method.The thermal conduetivities of xonotlite-type calcium silicate with four densities from ambient temperature to 1000 K and 0.045 Pa to atmospheric pressure were measured.The results show that the thermal conductivity of xunotlite-type calcium silicate decreases apparently with the fall of density,and decreases apparently with the drop of pressure,and reaches the least value at about 100 Pa.The thermal conductivity of xonotlite-type calcium silicate increases almost linearly with T3,and increases more abundantly with low density than with high density.The thermal conductivity measurement uncertainty is estimated to be approximately 3% at ambient temperature,and 6% at 800 K.