Effects of Layer Thickness and Edge Conditions to Thermoelastic Characteristics on Thermal Barrier Coatings

The thermoelastic behaviors of such as temperature distribution, displacements, and stresses in thermal barrier coatings (TBC) are seriously influenced by top coat thickness and edge conditions. The top coat of TBC specimens prepared with TriplexPro?-200 system was controlled by changing the processing parameter and feedstock, showing the various thicknesses and microstructures. A couple of governing partial differential equations were derived based on the thermoelastic theory. Since the governing equations were too involved to solve analytically, a finite volume method was developed to obtain approximations. The thermoelastic behaviors of TBC specimens with the various thicknesses and microstructures were estimated through mathematical approaches with different edge conditions. The results demonstrated that the microstructure and thickness of the top coat, and the edge condition in theoretical analysis were crucial factors to be considered in controlling the thermoelastic characteristics of plasma-sprayed TBCs.

寒冷地区外保温墙体热湿耦合特性

为了研究外保温墙体非稳态热湿耦合传递规律,降低墙体内部受潮的危害,以寒冷地区保定市典型的外保温墙体为研究对象,针对以现浇混凝土为基层和以轻质砌块为基层的外墙外保温系统,通过模拟对它们的热湿传递特性进行横向对比研究。同时从隔汽层的设置与空气层安装这两方面,分析其对墙体热湿性能的影响。模拟结果表明:在寒冷地区冬季工况下,现浇混凝土墙体保温层受潮位置在靠近室外一侧,轻质砌块墙体保温层受潮位置主要在保温层中间及靠近基层墙体一侧,其中轻质砌块墙体的保温层受潮程度较为严重,保温层的最大相对湿度达到71.5%且长期高于室外环境相对湿度,容易发生湿积累。安装隔汽层后,轻质砌块系统保温层含水量下降了17.3%,保温层相对湿度下降到50%以下。安装空气层后,现浇混凝土系统的热阻提高,采暖期最冷日墙体平均温度上升了2.88℃,采暖期保温层最高相对湿度下降到了34%,但会增加夏季保温层的相对湿度,综合效果不佳。

建筑用隔汽材料水蒸气透过性能检测技术研究

介绍了建筑用隔汽材料水蒸气当量空气层厚度Sd的检测现状,并对称重法、红外法和电解法进行了对比分析。针对采用称重法检测建筑用隔汽材料水蒸气透过性能的情况,从理论计算、测试精度、结果稳定性、实际操作可行性等方面进行了详细的论证;总结了3种不同检测方法的测试范围及各自的特性。提出了建筑用隔汽材料使用称重法测试水蒸气透过性能的可行性解决方法,即只测试1个称重周期,既可以缩短测试周期,又可以减少干扰因素的影响,且数据稳定性好,也更能代表材料的真实阻湿性能。

洁净空间新型气流分布方式的机理和特性研究

在阻漏层概念的指导下 ,建立了 1∶1的模型。模型试验结果证实了理论上的预见 ,在高效过滤器不装在末端 (如当层高不够时 )而又有一定渗漏的情况下 ,新的末端将使室内含尘浓度降低 50 %～ 70 %。

自燃煤矸石山覆盖层空气阻隔性的测试装置及其可靠性

检测覆盖层的空气阻隔性，是自燃煤矸石山治理实践亟待研究和解决的问题，也是自燃煤矸石山覆压效果监测的迫切要求。研究了一种大尺寸土质试样透气性的测试设备，利用正压差法直接测定自燃煤矸石山覆盖层试样的空气阻隔性，并对覆盖层阻燃效果进行有效性评价。设备由密闭气腔、压力源、计量元件三大部分组成。密闭气腔直径为120—240mm，由3段腔体依次密封连接而成，上游段为注气腔，下游段为排气腔，中间段为放置有待测土质试样的测试腔；压力源为空气压缩机并串联空气减压阀；计量元件为气压表、流量计或可读气体流量的仪表。对设备性能进行检测，气密性检测表明该设备在压差0．2MPa时，10h之内可以保证密闭，能满足本试验中土质材料覆压阻燃效果的测试要求；对设备进行数据重现性及重复性检测，结果显示偏差系数均小于10％。对一组不同密实度粉煤灰试样的空气渗透性进行了测试，试验结果表明，不同试样的空气渗透速度与试验压差均呈线性比例递增，且线性模型的斜率随试样密实度增加而减小；在压差小于0．05MPa的范围内，根据透过阻隔性较差的粉煤灰的空气渗流速度计算雷诺数，结果均小于1；不同的压实功能作用下，密实度大的试样渗透率较小，空气阻隔性能好，设备检测结果符合客观实际。

滑行艇气层减阻试验

通过对三种艇型及不同的喷气方式的模型试验 ,研究了断阶滑行艇模型气层减阻的实施途径及减阻效果 ,取得了总阻力减少 2 5 %以上的结果 ,提出了一种适合于采用气层减阻技术且阻力性能优良的艇型。垂向舭板可减少滑行艇的高速阻力 ,但阻力减少的程度与艇型有关。底部斜升角较小时 ,有利于气层减阻。气层减阻率大于舭板减阻率。对底部斜升角较大且艇底扭曲、艏部设置适当的纵向防溅条、舯部设置楔形板的深 V型艇 ,垂向舭板对其阻力的影响不大 ,这种深 V型艇的阻力性能较佳 ,若喷气 ,其总阻力还可进一步减少 1 5 %。孔喷时 ,孔径采用 0 .5 mm或 1 .3 mm对模型阻力的影响甚微 ,采用 0 .4mm缝喷的模型阻力比用孔喷时略大 ,采用较大孔喷或缝喷有利于工程上的喷气实施。

供冷管道保冷层的失效原因及改进措施

分析低温管道保冷层的失效及被破坏的原因,主要是在保冷隔汽层设置及施工方面存在缺陷,造成供冷管路金属表面水渍侵袭、锈蚀严重,致使保冷层的功能荡然无存,也使得冷损失加大、能量白白浪费。介绍保冷管道的防水、防潮、隔汽的不同物理意义。提出将保冷管道隔汽层的连续性和严密性作为重点改进方向。

成形磨削过程中气液两相流VOF模拟与分析

在成形磨削过程中,磨削液在磨削区域的流动和分布情况是影响磨削精度的重要因素。通过对磨削区气体进行气流场模拟分析得出,砂轮表面附近存在气障层,工件表面附近存在返回流,并且气障层和返回流会对磨削液的有效供给产生阻碍作用。运用气液两相流VOF理论,通过对磨削区磨削液流场中的气液两相流模拟分析得出,不同喷射位置和喷射速度产生不同磨削效果,并提出了磨削液的最佳喷射位置和喷射速度,对提高成形磨削的质量和效率,防止磨削过程中工件的烧伤提供了重要的参考依据,同时对实现绿色制造具有重要的工程实际意义。

夏热冬冷地区外保温墙体凝露特性及防结露措施分析

为降低墙体内部结露的危害,建立以温度和相对湿度为计算驱动势的一维热湿耦合传递模型,对夏热冬冷地区常见的EPS外保温墙体进行凝露特性及相关防结露措施效果的分析.通过模拟,对比分析了南京、南昌、长沙及重庆地区EPS外保温墙体冬夏季工况条件下的热湿分布情况.在夏季工况下,4个地区墙体的保温层与基层材料界面处相对湿度分别高达86.43%,82.45%,86.07%,82.61%,具有较高的结露风险.以南京地区为例,对采用空气层、隔汽层2种防结露措施的EPS外保温墙体进行防结露效果分析.结果表明,在保温层与基层材料界面处设置15 mm空气层,可降低保温层最大相对湿度2.31%;而在室外保温层外侧设置隔汽层,虽然降低了夏季工况下的相对湿度,但将保温层冬季相对湿度提高至91.26%,具有不利影响.因此夏热冬冷地区冬夏季工况下,外保温墙体采取空气层防结露措施比隔汽层更有利.

冷库稻壳热绝缘层热湿状态研究

本文对冷库稻壳热绝缘层的热湿特性进行了分析。提出用空气层解决冷库工程中热绝缘材料受潮的方法,通过工程实践和热工测试分析,证实了在冷库阁楼稻壳层表面形成自防潮壁垒理论;0℃附近的干燥带的存在。使得对冷库热绝缘层的热湿迁移现象的物理本质有了新的认识,对冷库热绝缘层保持干燥的设计方法起重要的指导作用。

智能改变厚度的隔热层

为提升消防服面料整体的热防护性能,设计织造了2种智能改变厚度的隔热层(A1和A2试样),测试其增厚率,以及光辐射和热辐射状态下的热防护性能,并与常规消防服隔热层用芳纶非织造材料(B试样)进行比较。结果表明:在250~260℃的环境下烘5 min后,A1和A2试样的增厚率分别为4.67%和9.41%,B试样则无明显增厚;A1和A2试样在近红外波段的光辐射状态下,热防护性能优于B试样;低热辐射状态下,A1和A2试样的热防护性能优于B试样。

引进四辊压延缓冲胶片生产线简介

四辊压延缓冲胶片生产线是生产半钢子午胎胎体帘布的必要设备,缓冲层胶片和气密层胶片通过Φ400mm×1000mm四辊压延机压延和定宽复合后与纤维帘布热贴合。两条子口胶通过一台Φ90mm挤出机挤出成型后,沿着内衬层的两侧边贴合在胎体帘布上。该生产线设计结构紧凑,占地面积少。采用PID控制,控制精度高,产品质量稳定,生产效率高,设备运行可靠。

AlGaN/GaN横向肖特基势垒二极管的仿真与制作

基于GaN横向肖特基势垒二极管（SBD）的频率特性和应用的需要,设计了一种基于AlGaN/GaN异质结的横向SBD。利用Silvaco Atlas软件研究了AlGaN势垒层的厚度和Al摩尔组分对异质结Al_xGaN_（1-x）/GaN SBD电学性能的影响。仿真结果表明,SBD器件截止频率随Al摩尔组分的增加先增大再减小,当Al_xGaN_（1-x）层中Al摩尔组分为0.2~0.25,其厚度为20~30 nm时,AlGaN/GaN SBD器件的频率特性最好。在仿真的基础上,设计制作出了肖特基接触直径为2μm的非凹槽和凹槽型AlGaN/GaN横向空气桥SBD。通过直流I-V测试和射频S参数测试,提取了两种SBD器件的理想因子、串联电阻、结电容、截止频率和品质因子等关键参数,该平面SBD可应用于片上集成和混合集成的太赫兹电路的设计与制造。

空气阻止剂NM360在半钢子午线轮胎过渡层胶中的应用

研究空气阻止剂NM360在半钢子午线轮胎过渡层胶中的应用。结果表明:在半钢子午线轮胎过渡层胶中使用20份空气阻止剂NM360替代10份炭黑N326,胶料的加工性能相当;硫化胶的100%定伸应力和回弹值(100℃)提高,60℃时损耗因子减小,生热降低;成品轮胎耐久性能符合相应国家标准要求,且生产成本降低。

新建建筑围护结构干燥过程的热质耦合传递研究

本文模拟了新建建筑围护结构干燥过程中的热质耦合传递过程。对比了室内条件、围护结构保温层热侧的隔汽层、冷侧的空气层以及围护结构内表面墙纸的使用对新建建筑围护结构干燥过程中热质耦合传递的影响,并得出几点重要结论。

热带海洋盐度障碍层多尺度变异机理及其对海气相互作用的影响研究进展

在上层海洋,受盐度的影响,温度均匀层和密度均匀层并不一定重合,出现温跃层顶界深度明显大于密度跃层顶界深度的现象,即产生盐度障碍层。重力稳定度较高的障碍层对上层海洋热量的垂直交换具有"热障"作用,使混合层和温跃层无法进行有效的热量交换,导致局地海洋上混合层偏暖,从而影响局地海气相互作用乃至全球气候变化。得益于全球海洋观测计划的实施,近20年来科学家已逐渐认识到盐度在海洋环流和气候变化中的重要性,因此盐度障碍层在上层海洋热量收支中的作用等科学问题已成为物理海洋学的前沿研究热点。以障碍层多尺度变异为中心,围绕影响和调控障碍层变异的关键海洋过程,以及障碍层通过海气相互作用影响天气、气候尺度变异的过程和机理等关键科学问题,综述了近几十年来有关热带障碍层的研究进展。重点总结了以下3个方面的进展:全球不同热带海域障碍层的空间结构和多尺度变异特征;海洋动力过程和大气热力过程在障碍层变异中的作用及其机理;障碍层与天气、气候事件及海洋生物相互作用的关键过程和机理。强调了障碍层变异的海洋-大气耦合过程及其气候效应,最后提出了尚需解决的关键科学问题。