环氧树脂/氧化铝复合材料的制备及导热模型

采用浇注成型法制备了环氧树脂/氧化铝复合材料,研究了氧化铝含量对所制复合材料导热、介电以及力学性能的影响。结果显示:当氧化铝含量小于体积分数0.3时,所制复合材料导热系数与Maxwell方程的计算值比较吻合,而混联模型更适合于预测氧化铝含量较高时的导热系数;该复合材料的介电常数随着氧化铝含量的增加而增加,弯曲强度随氧化铝含量的增加而先升高后降低;当氧化铝体积分数为0.375时,所制复合材料的弯曲强度达到160 MPa。

聚合物基复合材料导热模型的研究现状及应用

综述了描述聚合物基复合材料导热性能的经典模型和新模型,详细列举了各模型的特点,比较了模型之间的区别,具体分析了影响复合体系导热性能的各种因素。结合对碳纳米管复合材料的研究给出了一些常用模型的应用建议,同时提出了当前研究中存在的模型通用性差的问题,指出今后聚合物基导热复合材料的研究趋势应为开发新的高导热纳米填充物和纳米复合技术以使填充物在基体中能形成有效的导热通路,从而改善复合体系的导热性能。

聚合物基复合材料导热模型及其应用

将有许多理论性和经验性的模型用于预测高分子复合材料的热导率 ,并详细总结了各种高分子复合材料导热模型的特点 。

不同负温条件下冻土导热系数的理论模型和试验验证

基于饱和冻土的三相组成和导热系数量纲定义,将冻土简化为由土柱、液态水、冰柱组成的混合物,进而建立了冻土导热系数的几何模型。考虑实际冻土中三相组成的含量随温度变化而不断变化的事实,给出了随温度变化的水柱和冰柱体积计算与演变规律。在此基础上,利用并联体系导热效果的叠加原理,给出了随温度变化的冻土导热系数计算模型。基于热流传递过程中并联与串联同时进行的耦合特性,建立了考虑固-液界面的导热系数计算模型。将预测值与瞬态探针法的实测结果和Johansen法的计算结果对比后发现,该类计算方法能有效模拟不同负温条件下冻土的导热系数,并且具有概念清晰、方法简单等特点。

基于土壤物理基本参数的土壤导热率模型

土壤物理基本参数是影响土壤导热率的重要因素,为了获取土壤的颗粒组成、有机质含量与土壤导热率计算模型中参数之间的关系,该文分析了陕西省9个地区的土壤质地对土壤导热率的影响,对不同土壤导热率估算模型的准确性进行评价,并在C?té-Konrad模型和Lu-Ren模型的基础上,建立了基于土壤物理基本参数的改进模型,结果表明:改进的C?té-Konrad模型与改进的Lu-Ren模型可以用来拟合不同质地的土壤导热率,且具有较好的拟合精度,决定系数R2均在0.92以上,相对误差(relative error,Re)均低于9.6%;对于砂粒含量或粉粒含量较高的土壤导热率,改进的C?té-Konrad模型模拟结果的均方根误差(root-mean-square error,RMSE)≤0.1183、R2≥0.9259以及Re≤9.55%,均优于C?té-Konrad模型、Lu-Ren模型和改进Lu-Ren模型;对于砂粒和粉粒含量均较低的土壤导热率,改进Lu-Ren模型模拟结果的RMSE≤0.0815、R2≥0.9326,Re≤8.21%,均明显优于其他3种模型。两种改进的模型分别建立了模型参数与颗粒组成、有机质含量之间的关系,能够更加详细描述土壤物理基本参数与导热率之间的关系,并且针对不同的土壤质地,选取合适的改进模型能够更加准确地计算土壤导热率。

高气孔率莫来石制备、性能及其非线性导热模型

以高铝矾土、硅灰为原料,玉米淀粉为造孔剂制备高气孔率莫来石,通过XRD、SEM等对产物物相、形貌进行表征,研究淀粉含量对显气孔率、体积密度和抗折强度的影响,及不同显气孔率的莫来石随温度变化的导热系数,建立体积密度、抗折强度与气孔率关系模型及非线性导热模型。结果表明:体积密度、抗折强度随气孔率增加而减小,并符合指数函数关系。导热系数随温度的升高而增大,实测值与非线性导热模型计算值吻合较好,非线性导热模型能够准确地反映高气孔率莫来石导热系数与温度、气孔率、平均孔径和热辐射等之间的关系。

炭黑／橡胶体系的导热模型及应用研究

针对炭黑/橡胶复合体系分别建立了立方体模型和球形模型,并推导出热导率计算方程。分别估算了N234炭黑和N539炭黑/橡胶复合体的热导率,与实验结果进行比较发现:复合体系的热导率与炭黑用量、结构性及粒径有关;球形模型比立体模型预测炭黑/橡胶复合材料的热导率更加准确;特别是当炭黑体积份数≤20%时,用球形模型预测与实验结果取得较好的一致性。为了了解炭黑体积份数超过20%时热导率的变化情况,需提高炭黑填充量作进一步研究。

导热橡胶模型及导热橡胶的应用研究进展

对导热橡胶的导热机理、导热模型及其应用研究进展进行论述。导热橡胶的导热性能最终由橡胶基体和导热填料综合作用决定。导热填料根据形态分为粉状填料、片状填料和纤维状填料,可单独或并用填充导热橡胶;采用不同导热橡胶典型理论模型对不同填料填充导热橡胶进行预测,其结果与实测值吻合良好。目前,对导热橡胶的研究主要集中在填料表面改性和粒径分布等方面。如何大幅提高导热橡胶的热导率,提高其热疲劳性能、热力学性能及在使用中的稳定性,是未来导热橡胶研究的核心。

基于表征体元的空心型回填多孔结构导热模型

合理开发与利用地热能,可以有效推动绿色低碳发展、改善环境质量、实现多能互补及提高资源利用效率等。一般地,热能从地下到地上的采集和输送由地埋管来实现,管外回填结构存在散热损失,对地热能的有效利用影响较大。为研究回填结构在微观层面的导热机理,通过建立表征体元的方法,建立了2种导热分析模型:二维模型和三维模型。以硅酸钙为例,通过自主研发的实验装置对模型的准确性进行了验证,并分析了相关参数(水气比、孔隙率)对三维模型导热系数的影响。结果表明:当温度变化时,串联模型曲线变化较为平缓,更接近真实值;当水气比变化时,串联模型曲线变化较为平缓,更接近真实值。可见,建立的三维串联模型更加精准,为其他多孔材料导热系数的测定提供了一种可供参考的数值计算方法。

聚合物基复合材料导热模型及其研究进展

综述了聚合物基复合材料研究现状和应用前景,简要介绍了填充型聚合物基复合材料的导热机理.重点对聚合物基复合材料的经典导热模型进行了归纳和总结,介绍了部分模型的具体推导过程,对比了各模型的适用条件及特点.同时提出了导热模型普适性不足的问题,指出在人工智能的飞跃式发展和大数据时代背景下,聚合物基复合材料在各种高精尖领域中将具有广阔的发展前景,并对该领域的未来研究提出一些建议.

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SiO2-Al2O3-CaO-ZnO-R2O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.

部分压扁热管等效导热模型特性研究

准确的热管等效导热模型是基于热管的热管理系统仿真研究中的关键。基于现有的等效导热模型提出了适用于部分压扁热管的两种等效导热模型:分段各向异性模型和分层分段模型。研究结果表明:分段各向异性模型在低热管工作温度(28~38℃)的情况下具有较高的准确性,热管表面温度的最大相对误差为5.90%,而分层分段模型在热管工作温度为28~50℃范围内具有较高的准确性,热管表面温度的最大相对误差为6.51%。分析了吸液芯等效导热系数对等效导热模型准确性的影响。

矩形肋槽烘缸的导热模型

对矩形肋槽烘缸壁壳内的传热作了分析,考虑肋壁各处传热系数的不同,采用有限差分法建立了导热模型,通过对不同工况的计算,对肋槽尺寸对烘缸传热特性的影响进行了探讨。结果表明,增大肋宽有利于提高传热速率;在肋壁表面上的传热系数较低时,增大肋高可以提高传热速率;传热系数较高时,增大肋高,有可能使肋壁表面上的对流热阻的减小慢于导热热阻的增大,反而降低传热速率;肋效率和外壁面的温度均匀性也呈现出类似的表现。

一个新的颗粒填充聚合物复合材料导热模型

基于最小热阻力法则和比等效导热系数法则,建立一新的颗粒填充聚合物复合材料的导热模型并导出等效导热系数公式。应用该公式估算了酚醛树脂/铝粉和酚醛树脂/石墨复合材料的等效导热系数,并与试验测量数据比较。结果表明,导热系数的理论预测值和试验数据相当接近。

基于多种土体导热系数模型的潜流带温度场模拟

河流潜流带地下水和地表水相互交换对于净化水质以及保护河流生态系统具有非常重要的作用。基于土体导热系数模型的饱和-非饱和流-热耦合模型来模拟潜流带温度场分布是当前研究的热点之一。基于此,本文选取美国内华达州沃克河段,分别基于Chung&Horton(1987)、Lu(2007)、Lu(2014)和Ren(2019)模型构建了潜流带饱和-非饱和流-热耦合模型,并进行了各因素之间的相关性分析。结果表明:(1)Ren(2019)模型较其他模型拟合效果最好,精度最高;(2)水温及地表以下各监测井的温度相比于环境温度具有明显的“衰减”和“滞后”现象;(3)流速随水位波动发生规律性变化,水位波动幅度较大时流速波动也较大;(4)河岸带区域各监测点温度与水位呈极显著中度程度负相关,河床区域各测点温度与水温呈极显著强相关。

烘缸肋壁的导热模型

对矩形肋槽烘缸壁壳内的传热作了分析,考虑肋壁各处传热系数的不同,采用有限差分法建立了导热模型,以实际背景的工况作为算例,对矩形肋壁的传热特性进行了初步探讨。

金刚石/铝复合材料导热预测模型的研究进展

金刚石/铝复合材料由于其热物理性能卓越已然成为新一代电子封装材料的研究热点,然而,其性能实际上却由于诸多因素限制而难以达到理论预期。导热模型是一种根据复合材料基本参数预测复合材料热导率性能的手段,是指导复合材料性能提升的重要途径。主要阐述了当前常见的导热模型,并总结各模型的优缺点与适用性,以此来指导复合材料导热性能的设计。

面接触条件下胶结颗粒物导热系数模型优化

为了更好地探究岩土类胶结颗粒材料的导热系数变化规律,减少造成的热害问题,根据胶结颗粒物的结构特征,考虑颗粒物和胶结基质为混合物时的状态,并结合有效介质导热系数模型和面接触导热系数模型,构建了适用于岩土类胶结颗粒材料的有效导热系数计算模型。采用瞬态热线法测试了实验试块的导热系数,将预测值与实测结果和Maxwell-Eucken模型的计算结果对比后发现,两模型的导热系数计算值都随着孔隙率的增加而逐渐减小。4组测试数据结果显示,Maxwell-Eucken模型的导热系数计算结果平均值为0.17172W/(m·K),优化的导热系数计算模型结果平均值为0.17139 W/(m·K),说明优化的导热系数计算模型得出的结论与实际测试结果平均值(0.16922 W/(m·K))更接近,能够更好预测胶结颗粒物质的导热系数。

石墨填充PP的导热模型检验与改进

研究了不同石墨浓度下PP/石墨复合材料的热导率,发现现有的热导率模型不能很好地解释实验数据。利用计算软件Matlab和最优化算法,找出了导热模型的最优参数,比较最优化后的模型,进一步指出这些模型的应用范围和参数研究的应用前景。

导热模型在室温硫化硅橡胶防污闪涂料中的应用

为研究导热模型在室温硫化(RTV)硅橡胶防污闪涂料中应用的可行性,通过添加导热填料的方式制备了RTV硅橡胶防污闪涂料,使用该涂料制备了涂层样品,对样品进行了表征,并采用现有导热模型对测试结果进行拟合。结果表明:在实际的复杂的RTV硅橡胶涂层体系中,可以使用简洁的数学表达式kc=∑ki(φi)di较好地拟合测量数据,其中(φ)di用颗粒连续度Ci来表示,该模型对RTV硅橡胶防污闪涂料的产品设计、生产都会起到一定的指导作用。