基于准稳态法的热电材料变物性参数表征测量方法

温差发电技术能够实现热能到电能的直接转换,在余热利用、航天器供电和自供电传感器等领域具有广泛应用,其核心之一是用于实现热-电转换的热电材料。热电材料物性参数的表征在热电器件应用、优化设计、故障诊断等研究中有重要意义。目前大多数热电材料物性参数表征方法认为材料的热电参数为常数,忽视了热电参数与温度非线性相关,且没有全面考虑器件中的接触电阻和热阻。该文提出一种基于准稳态法和热电器件测试装置的热电材料变物性参数表征测量方法:首先提出准稳态法对材料物性参数的表征计算方法,通过仿真验证了该方法的正确性;在此基础上,结合热电器件测试装置,采用实验对热电材料进行了变物性参数表征,结果表明,测试结果与厂家参数的最大误差仅为4.3%,能够实现对热电参数的准确表征。该方法实现了在更宽的温度范围内对热电材料物理参数的准确表征,丰富了热电器件测试装置的功能,能够降低材料测试装置的设备投入和测试成本。

稳态法导热系数测量实验及数据处理方法的研究

分析了目前在测量导热系数中两种测量散热速率方法的不足和存在的问题,提出了可有效减小测量误差的新方法,即“等温绝热法”;同时利用Excel图表对测量散热速率的数据进行二次曲线拟合,再对所得到的二次函数进行求导,得到稳态时的温度变化率dθ/d t的值。与原来取温度下降包含稳态温度θ2时,Δt=30 s的温度平均变化率相比,温度变化率测量更准确。利用“等温绝热法”测量散热速率,得到的丁苯橡胶样品和PVC塑料样品的导热系数相对误差分别为-1.96%和0.95%,有效减少了测量误差。

稳态法测量固体的导热系数实验与分析

用稳态法装置测量有机玻璃和石英玻璃的导热系数,分析发现采用该方法的实验结果重复性好、精度高且实验方法更简单,同时发现在测量较薄的试样时,测量值会偏大,和其他稳态法测量的规律不同。

稳态法测量不同孔洞结构样品盘导热系数研究

对稳态法测量导热系数实验样品盘,设计不同孔洞结构分布,进行导热系数测量,分析比较了不同孔洞结构分布对样品导热系数的影响。结果表明,孔洞越大,样品导热系数越小;孔洞面积相同条件下,由于边缘效应影响,孔洞总周长越大的样品盘,其导热系数越大,体现了材料不同以及孔洞分布不同时呈现的不同导热性能。对样品盘设计橡胶/空气不同孔洞结构分布,测量并分析橡胶/空气样品盘异于原样品盘的导热性能,可丰富实验教学内容,增加实验创新方案,为学生深入理解物体导热性能提供途径;在拓展课程内容建设、启发实验创新设计思维等方面具有借鉴意义。

稳态法测量冰的导热系数

基于保护热板法原型,使用干冰-乙醇和乙二醇混合浴制造不同温度稳定低温环境之间的传热代替传统的加热传热,设计了冰的导热系数测量装置,在较大的温度范围(-70~-30℃)内实现了冰的导热系数稳定可靠的测量.同时充分借助电子式温度计高效测量数据,测得了冰在不同温度下和含有不同杂质情况下的导热系数变化规律,实验结果与参考值符合较好.利用杂质对冰的导热系数的影响规律,可以按需求调节冰的导热系数.

稳态法测量冰导热系数的实验研究

测量固体导热系数的方法有很多,但能直接应用于冰的测量方法并不多.考虑到冰的零下低温环境等问题,本实验基于稳态法,根据傅里叶导热定律对相关细节进行了设计与改进,先后研究了待测冰直径与厚度的比值、环境温度和含盐率对冰的导热系数的影响.结果表明待测冰的直径厚度比值为12时,导热系数有最佳值2.25 W/m·K,且最佳测量环境温度为-10℃;不同浓度盐水冰的导热系数相比于纯水冰显著下降,且随着含盐率的升高降幅逐渐减小.

关于利用稳态法测量冰导热系数的研究

导热系数的测定方法目前已经发展了很多种,但它们对不同被测样品都有着不同的测量范围、精度和准确度。在测量冰的导热系数实验中,我们根据傅里叶热传导方程和稳态法测量原理,利用热电偶测温仪、冰柜和泡沫箱设计了一套适用于低温下测量冰的导热系数的实验装置,测得了纯净冰块的导热系数,并探究了相同温度下白糖浓度对冰的导热系数的影响。

基于改进的稳态法测量电力系统谐波阻抗

在实际电力系统运行过程中,三相系统不对称且各相间存在耦合阻抗,应用稳态法不能准确获取系统谐波阻抗,利用相模变换改进的稳态法来测量谐波阻抗。首先求取相模变换矩阵改进稳态法,将三相电力系统的三组可测数据解耦为单变量数据,简化计算过程。其次,在Matlab/Simulink中分别建立单相仿真模型和存在耦合阻抗且不对称运行的三相仿真模型,对比研究稳态法与改进的稳态法计算系统侧谐波阻抗。实验表明改进后的稳态法测量三相系统谐波阻抗,提高了测量准确率,并简化了计算过程。

基于改进的稳态法获取三相系统谐波阻抗

在三相电力系统,当各相间存在耦合阻抗以及三相系统不对称运行时,应用稳态法和瞬态法不能获取准确的谐波阻抗,本文提出改进的稳态法来获取系统侧谐波阻抗。首先求取相模变换矩阵,将三组可测数据解耦成单变量数据,简化计算过程;其次,在MATLAB/Simulink中建立单相仿真模型,对稳态法和瞬态法进行对比;第三,建立存在耦合阻抗且不对称运行的三相仿真模型,应用稳态法与改进的稳态法计算系统侧谐波阻抗。实验表明稳态法比瞬态法获取阻抗值更加准确,且受干扰因素较少;选择稳态法获取系统侧谐波阻抗,经相模变换改进后,提高了准确率,并简化了计算过程。

用稳态法确定中国土壤的硫沉降和氮沉降临界负荷

在地理信息系统支持下 ,用稳态法确定了中国土壤的硫沉降临界负荷和氮沉降临界负荷 .中国硫沉降临界负荷最小 [<0 3g·(m2 ·a) - 1]的地区主要分布在东北的大兴安岭、小兴安岭和长白山 ,青藏高原南部雅鲁藏布江河谷以及云南西南部怒江和澜沧江流域 ,而酸沉降污染较为严重的富铝土区域 ,总体上都能够承受 0 8～ 3 2 g·(m2 ·a) - 1的酸沉降 .根据硫沉降临界负荷可以将中国大致划分为东南和西北 2部分 ,东南部大部分地区只能接受小于 3 2 g·(m2 ·a) - 1的硫沉降 ,而西北部普遍可以接受大于 3 2 g·(m2 ·a) - 1的硫沉降 ,其分界线基本上与4 0 0mm等降水量线重合 .与硫沉降临界负荷的分布不同 ,中国氮沉降临界负荷在总体上呈现自西向东逐渐增加的格局 .中国氮沉降临界负荷最低 [<1 0 g·(m2 ·a) - 1]的地区分布青藏高原西部和阿拉善高原 ,而氮沉降临界负荷最高 [>4 0 g·(m2 ·a) - 1]的地区则包括东北平原、华北平原。

非稳态法测定稠油油藏相对渗透率实验研究

为了更好地了解稠油油藏的开发特点,针对实际油藏地质特点和流体性质特征,通过室内实验,用水驱油非稳态法测定稠油油藏油水相对渗透率曲线。在数据处理过程中,用JBN经验公式法进行计算,采用对数对其进行拟合与回归计算,做出油水相对渗透率曲线,进而得出实验结果。结果表明,两相渗流区比较大,残余油饱和度比较高,水相渗透率相对比较低,等渗点饱和度大于50%。通过油水相对渗透率曲线可判断此油藏的润湿性,此稠油油藏为弱亲水油藏。在水驱油过程中,见水时间较早,见水时压差为0.72,突破时所对应的采收率还不到30%,最终采收采收率较低。此研究能为提高采收率技术决策提供一定的理论依据,在以后相关润湿性的研究中可以通过相渗曲线来进行判断。

稳态法确定酸沉降临界负荷的基本理论探讨

明确了确定酸沉降临界负荷理论中的基本概念．通过建立生态系统在临界状态时淋溶液中碱度产生的静态质量平衡得到计算酸沉降临界负荷的基本方程，由此方程又导出计算酸度、潜在酸度、硫和氮等临界负荷的数学表达式，并讨论了根据对选择的指示生物有机体不发生危害的临界化学值计算淋溶临界碱度的方法，由此给稳态法建立了完整系统的理论体系．

稳态法测算导热系数的原理

分析了测量导热系数传统模型与相关文献中的修正模型的原理与不足,提出一个较为严密的三维传热学模型,利用MATLAB数值模拟验证了其合理性。推导出计算圆柱型试样导热系数的公式,并得到了适合实际应用的简化公式。以真空橡皮盘为例,定量分析了侧壁散热对导热系数测量值的影响程度,给出了试样规格与测算精度的关系曲线。当试样半径与厚度的比值大于28.9时,侧壁散热的影响将小于5%,故可忽略。

稳态法测量导热系数的误操作影响分析

在稳态法测量导热系数的实验中模拟了常见的误操作,包括样品与加热盘和散热盘未对齐、样品与两盘接触过紧、未达到稳态时测试、未进行强迫对流换热、热电偶与两盘接触不充分等,分析了误操作对导热系数数值的影响。通过模拟误操作实验,发现除了样品与两盘接触过紧的影响较小外,其他误操作引起的偏差均较大。样品与两盘未对齐10%,低于稳态温度3℃时测试、加热过程未开风扇、热电偶与两盘接触不充分等常见误操作引起的导热系数百分差分别为6.7%、35.8%、48.6%、38.0%。误操作导致两盘温差和散热盘稳态点处曲率的改变,进而影响导热系数。

非稳态法油水相对渗透率实验数据处理方法

非稳态法油水相对渗透率实验数据的处理方法主要是JBN法。许多学者基于JBN方法,在不同的适用条件下又衍生出函数拟合法与微分近似法。对比这两种处理方法不难发现,微分近似法计算所得的曲线形态比函数拟合法好,但是异常点较多。因此在总结、对比这两种处理方式优缺点的基础上,最终利用函数拟合法计算含油率,利用微分近似法计算油水相对渗透率,计算结果更加符合岩心实验的实际情况。同时还提出了利用多项式拟合来修正相渗曲线的方法,该方法不仅使相渗曲线更加光滑,而且能够真实地反映油水渗流规律。

稳态法测量不良导体导热系数的改进设计

对稳态法测量不良导体导热系数实验中样品盘进行侧面包覆保温改进,使得侧面散热大大减少,以满足实验中忽略侧面散热的前提条件。实验发现,样品盘侧面包覆保温材料后,与未包覆情形相比,系统达到稳态时散热盘温度提高了0.5℃,这是由于样品盘侧面散热量减少,这部分热量传导至散热盘所致。同时,由于散热盘稳态温度提高,相应稳态温度附近的降温速率比原来提高了约7%。综合所有数据得到样品的导热系数与未包覆时相比,提高了11%。这说明在完全忽略样品盘侧面散热时样品的导热能力被低估了;同时该样品盘侧面保温包覆方法为降低该实验误差,提高实验结果精确度提供了一种方法。

测定油水相对渗透率曲线的稳态法

用稳态法测定油水相对渗透率曲线的一个关键问题是如何方便、精确地测量岩心中的含水饱和度。本文提出了一套新的饱和度测试方法。该方法同时具有操作方便、精度较高等优点,特别适用于在常温、常压条件下对基本渗流规律进行研究时测定岩心中的含水饱和度。

非稳态法优化校正油水相对渗透率曲线的新方法

油水相对渗透率曲线是油藏工程中一项重要基础资料。在利用非稳态法测量油水相对渗透率时,由于受实验装置中死体积的影响,无法得到真实情况下油藏的油水相对渗透率曲线。通过分析死体积对油水相对渗透率的影响,总结了常规克服死体积的方法,提出了运用电阻率与含水饱和度关系原理校正油水相对渗透率曲线的方法。该方法直接测量岩心两端电阻值,结合稳态法标定实验得到的岩心电阻与含水饱和度关系式,从而计算出实际岩心的累计产油量和平均含水饱和度,进而得到不受死体积影响的油水相对渗透率。对比概率减法和电阻率法预测死体积中原油产出的过程,可知死体积中原油集中在驱替初期产出。采用电阻率法校正的油水相对渗透率曲线,排除了死体积的影响,与矿场开发规律相符,具有一定的理论和应用价值。

样品厚度对稳态法测定不良导体导热系数实验的影响

用稳态法测量了不同厚度橡胶板的导热系数,并分析了实验结果的一致性和正确性.发现当样品厚度较小时测量结果具有更优的一致性,并且更接近于真实值.

煤岩渗透率稳态法测试实验中两个问题的探讨

针对煤的低强度、非均质和对气体的强吸附性等特点,探讨了在煤岩稳态法渗流试验中,型煤是否能够代替原煤和吸附平衡条件对渗透率测量的影响这2个重要问题。分析认为型煤制样是一个将原煤孔裂隙结构破坏、简化的失真重塑过程,因此为了更加真实的探测煤岩的渗透性,建议在渗透试验中尽量使用原煤样。实际的煤层气抽采是一种吸附平衡被逐渐打破的放气式渗流状态,吸附平衡前的渗流测量是一种仅在主渗孔裂隙内发生固-气耦合的充气式测量方式,因此在研究煤岩的吸附性对瓦斯渗流的影响特征时,不建议采用吸附平衡前的稳态渗流测量方法。