罩式退火炉炉内钢卷径向非连续介质导热的模拟研究

依据退火炉内钢卷带钢板的表面特性，钢板厚度和板间接触压力对钢卷径向热量的传递有较大影响，建立了能真实反映该影响因素的网格内多层带钢间径向等效导热系数计算模型。通过对径向网格界面等效导热系数的处理，建立了适用于求解为非连续介质的钢卷导热数学模型，通过对模型的求解，计算分析了钢卷温度随热处理过程的变化规律，为提高钢卷测量精度提供了理论依据。     

纳米尺度材料有效导热率的界面效应

为了研究界面效应对纳米尺度材料内声子热输运的影响,利用格子波尔兹曼法模拟二维矩形结构二氧化硅纳米材料内声子热输运,模拟过程考虑了边界面散射对声子平均自由程的影响.结果表明,相对镜反射的情况,漫反射界面明显降低了纳米尺度材料的导热率,边界面存在界面效应;随着镜反射因子的减小,材料的有效导热率降低;提高纳米尺度固体材料界面的粗糙度,界面热阻增强,有助于降低导热率.     

轴向热传导和入口效应对圆形微通道对流换热特性的影响

提出了一种考虑轴向热传导、速度滑移、温度跳跃和入口效应情况下圆形微通道能量方程的求解方法．运用分离变量法将能量方程转化为本征值问题,再通过温度跳跃边界条件求解得到了本征值,由本征函数的正交性确定了能量方程的完备解的待定常数,给出了流体温度场和努塞尔数的计算表达式．对圆形微通道换热特性进行了数值仿真,结果表明,轴向热传导和入口效应增加了入口处的局部努塞尔数,速度滑移系数越小,局部努塞尔努塞尔数的渐进值越大．     

球磨对多壁纳米碳管束电化学容量的影响

为了提高纳米碳管电极在电化学双电层电容器（EDLC）中的电化学性能，研究了球磨处理对高纯度多壁纳米碳管(MWNT)束电极电化学容量的影响.将球磨处理前后的两种MWNTs分别制作成电极,并组装成模拟EDLC，利用循环伏安法和恒流充放电法，测试MWNT电极的电化学可逆容量.研究结果表明，MWNT粗产品的纯度达到了97%以上.经过3 h的球磨处理后，大多数MWNTs束被打散或打断，其比表面积由球磨前的238 m2/g提高到了340 m2/g. 用MWNTs制备的EDLC电化学容量由球磨前的36 F/g提高到了72 F/g.与球磨前的MWNTs束相比，球磨后的样品更适合作为EDLC电极材料.     

碳纳米管对环氧树脂热导率影响的模拟研究

采用有限元法建立空间弯曲随机分布CNTs/环氧树脂复合材料三维数值模型,揭示其导热机理,定量探究了CNTs与环氧树脂界面热导、CNTs间接触热导以及CNTs体积含量对复合材料模型热导率的影响,并通过相关实验验证了模型的有效性.研究结果显示:界面热导越大,复合材料热导率越高;低体积含量条件下,由于较小的CNTs间接触面积使得接触热导对复合材料热导率影响并不显著,但其影响效果仍会随碳纳米管体积增加而提高;CNTs体积含量对该复合材料热导率影响则遵循如下规律,即当界面热导大于临界值1×106 W/(m2·K)时,CNTs含量越高,复合材料热导率越大;界面热导小于临界值1×106 W/(m2·K)时,CNTs含量越高,复合材料热导率降低越多.     

时间延迟对瞬态平面热源法测量热导率的影响

瞬态平面热源法测量热导率时,时间延迟会直接影响热导率测量的准确度。为了对这种影响程度进行评估,本文基于瞬态平面热源法探头表面平均温升理想模型提出了一种可实现时间补偿的改进温升模型,并利用Hot disk热物性分析仪数据采集系统搭载两个不同半径的探头对Pyroceram 9606标准材料在常温常压下的热导率进行了测量。测量结果表明,时间延迟对热导率测量的影响会随着测量参数选择的不同而发生不规律变化,短时间测量的情况相比长时间测量时受时间延迟的影响更加明显,对理想模型进行时间补偿能够较大幅度地提高热导率的测量准确度。     

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.     

焙烧炭砖孔结构和导热系数与硅粒度变化关系

借助于X射线衍射仪、压汞仪、激光导热仪、扫描电子显微镜和能谱分析仪等测试手段,研究了分别含3种不同粒度硅粉（中位径分别为2．3、45．0、115．6μm）焙烧炭砖试样中的孔结构和导热系数的变化。结果表明,含硅粉的炭砖试样经焙烧后内部均生成pSiC、Si2N2O和石英等相,粒度过粗,试样内有单质硅残留;随着硅粉粒度的减小,生成碳化硅晶须的长径比变小。对所选用的3种粒度硅粉,随着硅粉粒度的减小,焙烧后炭砖试样的孔径分布范围逐渐变窄,小于1μm气孔孔容积变大,而平均孔径变小。受炭砖试样组成和孔结构影响,硅粉粒度变小,导热系数下降。细小气孔容积与导热系数呈反比关系,即细小气孔增多,导热系数下降。     

碳纳米流体特性及其在重力热管内的传热

采用阿拉伯胶辅助分散法制备了一种新型的纳米流体--碳纳米管 水纳米流体,并以其为工质在以铜为管壳的一种新型重力热管内进行了传热实验研究.制备和实验结果表明,碳纳米管 水纳米流体的导热系数比基液水约增加了30％～50％,导热能力明显增强;这种纳米流体黏度低,流动性好,制备过程简单,可用于大规模生产;纳米流体重力热管加热段沸腾换热弱化了纳米流体的稳定性对热管传热性能的影响,实现了纳米流体与重力热管的优势互补;以该纳米流体为工质的重力热管的内热阻比水小,并且随着传输功率的提高,热管总热阻逐渐减小,传热性能逐渐提高.     

地埋管换热器回填材料导热系数实验研究

实验研究了水泥型号、骨料类型、骨料粒径、膨润土含量对回填材料导热系数的影响,以及膨润土含量对回填材料稠度的影响.研究发现:PO42.5水泥的导热系数稍大于PO32.5的导热系数,回填材料导热系数随砂子粒径的增大而增大,骨料为石英砂的回填材料导热系数要明显大干骨料为河砂的导热系数;同时回填材料的导热系数随膨润土含量的增加先增加后减小,回填材料的流动性随膨润土含量的增加有所降低.     

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…     

Hot disk探头热容对热导率测量的影响

Hot disk探头热容的存在会直接影响热导率测量的准确度。为有效地评估这种影响的程度,在基于瞬态点热源格林函数法得到探头表面平均温升理想模型的基础上,提出了一种能够修正探头热容对实际加热功率影响的改进模型,并利用三种不同大小及热容值的探头及Hot disk数据采集系统对Pyroceram 9606标准材料的热导率进行了测量。测量结果表明,Hot disk探头热容对热导率测量精度的影响会随探头半径、测量时间及加热功率等测量参数的不同而发生变化,对理想模型进行探头热容补偿可以有效提高热导率测量准确度,且探头热容相对实验总加热量的大小是影响热导率测量准确度的决定因素。     

金属蜂窝结构有效热导率的预报与实验研究

建立了蜂窝夹芯结构有效热导率的数值计算模型,算例表明预报结果与实际值吻合很好.设计并制造了有效热导率的测试设备,对A l蜂窝样件进行了稳态热传导实验测试,结果表明,在平均温度高于150℃时与数值结果的相对误差不超过7%,所建立的分析和实验方法能够实现对蜂窝结构热性能的评价分析.     

木材横纹有效导热系数的分形模型

提出了一个二维的分形模型来计算木材横纹有效导热系数.通过分析木材试样的扫描电镜照片，研究了木材横纹剖面的多孔结构特征，采用盒维数法计算了其分形维数.通过分析单一木材细胞的导热过程，采用热阻模拟方法分别推导了弦向和径向有效导热系数的表达式.实验得到各种木材的纤维多孔结构的分形维数约为1.4，由木材纤维孔隙率与分形维数的关系得到了有效导热系数随分形维数变化的表达式.利用分形模型对木材径向有效导热系数进行了计算，并与实验测量结果和文献中的数据进行了比较.结果表明，此分形模型可以对各种木材的横纹有效导热系数进行有效的预测，而且可以推广到不同含水率的情形.     

碳纳米管填料对相变储能式热沉性能的影响

为了评估纳米复合相变材料在相变储能式热管理技术中的应用潜力,采用实验方法研究碳纳米管填料对相变储能式电子器件热沉瞬态性能的影响.选用十六醇为基底相变材料,以多壁碳纳米管为填料制备了不同质量分数（0.3%、1%和3%）的纳米复合相变材料,对复合相变材料的关键热物性进行表征.在短时较高热流密度（高达7.0 W/cm2）加热条件下,比较热沉（分为有翅片和无翅片2种结构）的瞬态性能随纳米复合相变材料中碳纳米管质量分数的变化规律.实验结果表明,在添加了碳纳米管填料之后热沉的性能较采用纯十六醇的工况有所削弱.虽然加入碳纳米管后纳米复合相变材料的导热系数有所提升,但黏度的急剧增加极大地削弱了熔化过程中的自然对流效应,从而抵消了导热强化所带来的性能提升.     

Determination of effective thermal conductivity for polyurethane foam by use of fractal method

1 Introduction Polyurethane foam is a good thermal insulation material widely used in daily life and many industries, such as chemical engineering, refrigeration and architecture owing to its very low thermal conductivity and lightweight. In the past two decades, the technology and chemistry of the rigid urethane foam have been developed to an industrial level, but its thermal conductivity, which is recognized as the most important parameter to design the insulation structure, cannot be calcul…     

取样对激光法测定导热系数的影响

以建筑陶瓷、石墨砖和Si3N4-SiC砖为主要试样,研究取样数量、取样位置及其方向对激光法测定材料导热系数结果的影响。结果表明,对于均质材料,随着取样数量的增加,导热系数的测定结果趋于其真值,结合目前设备的技术条件,认为取2～3个样品进行测试即可获得较理想的结果;而对于非均质材料,取样位置和方向都对其导热系数的测定结果有很大的影响,这主要是由于非均质材料的结构或组成随着取样位置和方向的不同而造成的,非均质材料的取样数量至少为5个。     

Optimizing electrophoretic deposition conditions for enhancement in electrical conductivity of carbon fiber/carbon nanotube/epoxy hybrid composites

The effectiveness of optimizing electrical conductivity of carbon fiber/carbon nanotube (CNT)/epoxy hybrid composites via Taguchi method was demonstrated.CNTs were induced on carbon fabric by electrophoretic deposition (EPD) technique.The essential deposition parameters were identified as 1) the deposition time,2) the deposition voltage,3) the mass fraction of CNTs in suspension,and 4) the distance between the electrodes.An experimental design was then performed to establish the appropriate levels for each factor.An orthogonal array of L9 (34) was designed to conduct the experiments.Electrical conductivity results were collected as the response.The relative influences of design parameters on the response were discussed.Using the model,signal to noise (S/N) ratio and response characteristics for the optimized deposition parameter combination were predicted.The results show clearly that the optimum condition of electrophoretic deposition (EPD) process improves the electrical conductivity of carbon/epoxy hybrid composites.     

Optimizing electrophoretic deposition conditions for enhancement in electrical conductivity of carbon fiber/carbon nanotube/epoxy hybrid composites

The effectiveness of optimizing electrical conductivity of carbon fiber/carbon nanotube (CNT)/epoxy hybrid composites via Taguchi method was demonstrated.CNTs were induced on carbon fabric by electrophoretic deposition (EPD) technique.The essential deposition parameters were identified as 1) the deposition time,2) the deposition voltage,3) the mass fraction of CNTs in suspension,and 4) the distance between the electrodes.An experimental design was then performed to establish the appropriate levels for each factor.An orthogonal array of L9 (34) was designed to conduct the experiments.Electrical conductivity results were collected as the response.The relative influences of design parameters on the response were discussed.Using the model,signal to noise (S/N) ratio and response characteristics for the optimized deposition parameter combination were predicted.The results show clearly that the optimum condition of electrophoretic deposition (EPD) process improves the electrical conductivity of carbon/epoxy hybrid composites.     

含内热源复合平板等效导热系数研究

为了解决核燃料中涉及的含内热源复合材料导热问题,本文对含内热源复合平板提出了以平均温度为研究对象的等效导热系数研究方法.基于格林函数法,将复杂的分布式热源问题转化为单个热源的叠加,推导获得了发热板均匀分布时的等效导热系数模型,并与无内热源时的热阻串联模型对比.分析表明:含内热源复合平板的等效导热系数模型与两相材料导热系数的相对大小、发热材料数量、发热材料相对尺寸、热源的分布情况相关,与热源的绝对大小无关.