氧化铝纳米粉体悬浮液强化导热研究

利用非稳态热丝法测量了 2种纳米氧化铝粉分别分散于水和乙二醇 (EG)中制备成悬浮液的导热系数 .分析研究了悬浮液 pH值、分散剂、纳米氧化铝粉体积含量、基体液体导热系数以及纳米氧化铝粉体团聚状态对悬浮液导热系数的影响 .结果表明 :悬浮液的导热系数随粉体加入量的增加而增加 ;相同体积含量的同一粉体悬浮液 ,基体液体为乙二醇的导热系数相对增加量明显比基体液体为水的大 ;团聚较多的粉体悬浮液的导热系数大于团聚较少粉体的悬浮液 ;pH值对悬浮液的导热系数无明显影响 ;分散剂的加入 ,增大了粉体和基体液体间的界面热阻 。

木质导热材料的导热性能及强化导热机理研究

为减少地热供暖过程中的能源损耗,提高传热效率,开展木质导热材料的强化导热机理及性能研究。该研究以木质材料为主要原料,碳素材料为导热材料,采用纳米发热技术和人造板制造技术相结合的工艺制备导热木质复合材料,重点研究木质导热材料的工艺优化,强化导热机理及材料导热性能。研究表明:1)当石墨填充量15%、石墨粒径2 500目、偶联剂为钛酸酯时制备的导热材料其各项力学性能指标均达到国标GB/T 11718—2009《中密度纤维板》的要求。2)最优工艺条件下材料的导热系数为0.266 W/(m·K),与普通木质复合材料的导热系数0.045 W/(m·K)相比,增大了约5倍左右。3)相同热流量的条件下,热量传递至普通木质材料表面温度为41.5℃;传递到导热材料温度为47.95℃。因此,导热材料较普通材料的导热性能有明显的提高。

等温容器内多孔介质分布对强化导热以及等温性能的影响

为了提高等温容器的等温性能,基于拓扑方法将内部细铜丝的分布对强化容器壁向中心导热的影响进行研究。建立导热模型,计算在均匀填充下横截面上的温度场以及容器中心温度。在容器壁温度、中心初始温度和细铜丝平均孔隙率一定的情况下,导热时间15 s,以中心温度最高为优化目标,分别采用线性变密度填充法和自适应成长法优化铜丝分布。两种优化结果的中心温度与均匀填充相比分别提高了0.6℃和2.62℃,并且得到了相应的铜丝分布曲线。将等温容器内部的铜丝根据优化结果进行分层填充后进行试验验证,先用导热试验说明改变细铜丝分布可以强化容器壁向中心的导热,接着用等温容器放气试验例证了该填充方案能够有效提高等温容器的等温性能。

等温容器内多孔介质强化导热研究

等温容器是在充放气过程中容器内温度基本保持不变的一种特殊容器,在气动系统中有着广泛的应用.为强化放气过程中容器壁向内部的导热,以容器截面为研究对象,对内部铜丝的分布进行了探讨.在细铜丝填充密度一定的情况下,基于多孔介质模型,以容器截面导热热阻最小为目标,优化出两层和三层变密度填充下金属丝的分布.其热阻与均匀填充时相比,分别减少了37.63%和43.70%.研究结果表明,通过改变等温容器内细铜丝的分布可以强化容器壁向内部的导热.

变密度多孔介质强化导热模型及实验研究

以等温容器截面为研究对象,基于多孔介质模型,采用变密度填充容器,强化中心向容器壁的导热。首先,基于稳态导热最小化热阻模型,确定了变密度铜丝2层和3层填充方案。其次,按确定的分层填充方案搭建实验台并测定容器有效导热系数,与均匀填充相比,导热系数分别增大了52.9%和77.9%。最后,对变密度填充下的瞬态导热进行了数值模拟研究,在中心温度200℃和中心热功率恒定两种情况下,经过一定时间热传导,变密度填充缩小了容器中心到容器壁的温度差。以上研究结果表明基于最小热阻的分层变密度填充铜丝可以强化由中心向周围的导热。

平板通道振荡流动强化轴向导热的数值研究

本文对平板通道振荡流动强化轴向导热现象进行了数值模拟。计算结果显示,在所计算的振荡频率范围内振荡频率越小,平均虚拟内热源越大,速度场和温度场之间的相位差也越小,表明速度场和温度场的协同程度也越好,因此轴向导热的强化非常显著。

粉煤灰-硅藻土复合相变储能材料制备及导热强化

固废资源化利用是实现节能减排的重要途径,以月桂酸为相变工作介质,以粉煤灰-硅藻土二元载体为封装材料,碳纳米管为导热剂,采用直接熔融共混法制备出月桂酸/粉煤灰-硅藻土/碳纳米管复合相变储能材料。采用热扩散渗透测试、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)、无纸记录仪等分别考察了定形复合相变储能材料的承载性能、微观结构和热物性。结果表明:粉煤灰-硅藻土二元载体可有效防止月桂酸的泄漏,当二元载体中月桂酸的质量分数为28%时可制得无泄漏复合相变储能材料,且原样粉煤灰利用率为55%;FTIR结果表明复合材料中各组分之间相容性好;DSC测得其熔化相变温度为45.79℃,相变潜热为51.06 J/g;TGA分析显示月桂酸/粉煤灰-硅藻土/碳纳米管热稳定性较好;储/放热性能曲线显示加入质量分数为5%的碳纳米管时,复合相变储能材料的熔化与凝固时间分别减少60%和62.5%,传热效率得到显著改善。

反复加载情况下低温固体界面间接触导热的研究

文中从固体界面间接触热阻形成机理出发,提出了一种强化接触导热的方法,给出了低温真空环境下,两种金属界面间在反复加载情况下的接触热阻值,对卸载过程接触热导率大于同次加载过程接触热导的实验现象产生机理进行了分析。

低温固体界面间接触导热“hysteresis”现象的研究

文中以强化低温固体界面间的接触导热为出发点 ,实验测定了低温环境下两种金属界面在过度加载前后的接触热导值 ,指出过度加载是一种经济有效的强化导热方法 ,对卸载过程接触热导率大于同次加载过程接触热导的“hysteresis”

聚合物基热界面材料与导热性能研究进展

随着电子产品的小型化、集成化和功能化发展,功率密度及热流密度急剧上升,器件内巨大的散热和温压压力使电子设备的寿命和可靠性受到影响,因此对器件在运行过程中如何有效散热提出了更为苛刻的要求。开发及使用高性能导热基复合材料(热界面材料,TIM)降低接触热阻是解决电子设备散热问题的有效途径之一,热界面材料创新与优化备受关注。本文从基本的导热机理出发,阐述聚合物基热界面材料结构及导热强化方面最新进展,讨论导热填料和聚合物基体对复合材料性能的影响。重点对微纳结构的导热强化(协同)作用、构筑3D高导热微结构、导热填料和基质间的界面微结构和导热互穿网络结构等进行讨论,为设计高性能导热结构、制备开发新型高性能TIM提供参考。

PMMA/PEG600/CNT复合定型相变材料制备与导热强化

针对固-液相变复合材料由于碳材料分布不均引起的热导率低的问题,采用原位聚合法并结合官能化表面改性方式优化体系中CNT的分散,提出甲基丙烯酸甲酯聚合物(PMMA)/聚乙二醇(PEG600)/碳纳米管(CNT)的导热增强型复合相变材料。首先,确定以PMMA为基底封装相变材料PEG600的最佳质量配比为3∶7,此时材料兼具良好的封装性能和蓄热性能。其次,利用原位聚合法利于调控体系黏度的特性,在PMMA/PEG600体系中最大程度引入CNT至浓度阈值,极大提升了复合材料热导率。当CNT质量分数为7%时,复合材料的热导率为0.438 W/(m·K),约为未添加CNT时的3倍。最后,针对CNT进行羟基官能化表面改性进一步强化导热性能。当羟基化CNT质量分数为3%时,含CNT和羟基化CNT的三元复合材料较二元复合材料的热导率分别提升了8%和92%。

高效节能低过冷高导热相变蓄冷材料

传统冰蓄冷的蓄冷系统其制冷温度通常需要达到-10℃左右,若使用相变温度高于冰的材料作为相变蓄冷材料,可提升制冷系统的蒸发温度,从而提升蓄冷系统整体能效。四丁基溴化铵(TBAB)水溶液是一种可替代冰的相变蓄冷材料,相变温度分布在5~15℃范围内,可与双工况及单工况空气源热泵机组联用,与常规冰蓄冷相比可大大提高蓄冷整体能效。但TBAB水溶液相变过程具有过冷度大,导热性较低等问题。将提出一种基于有机-无机纳米掺杂工艺,采用分散改性导热鳞片石墨与花状纳米氧化铝作为改性材料的低过冷高导热相变蓄冷材料制备方法。蓄冷材料可与空气源热泵联用,相变温度区间为6~12℃,相变焓为157.3 J/g,过冷度不大于2℃,导热率与未改性前相比提升70%以上。

芒硝基相变储能材料的研究进展

芒硝(Na_(2)SO_(4)·10H_(2)O)作为一种原料易得、储能密度大的无机水合盐类相变储能材料(Phase Change Materials,PCMs),拥有相变温度适中、储能高等优点,然而,过冷度大、相分层严重、易泄露和导热率低等问题限制了芒硝基PCMs的大规模应用。通过总结关于过冷和相分离问题的改性方法,归纳比较了各类封装的原理及效果,并概述了通过导热强化来提高芒硝基PCMs储放热效率的研究进展。最后,对该材料的实际应用现状进行阐述,并展望了其发展方向,为开发高稳定性、高效封装、高导热率芒硝基PCMs提供参考依据。

有机相变蓄冷材料中碳纳米管添加剂性能实验研究

针对有机相变蓄冷材料导热系数低、传热性能差的缺点,采用向其中添加碳纳米管,通过超声分散法及添加分散剂制备稳定分散液来改善其导热性能。对分散剂的种类、碳纳米管的质量浓度、超声时间和分散剂的浓度对碳纳米管分散稳定性的影响及添加碳纳米管对导热性能的影响进行了实验研究。研究结果表明,分散剂对碳纳米管悬浮液的稳定性具有关键作用,十二烷基苯磺酸钠(SDBS)是一种比较理想的分散剂,碳纳米管稳定分散悬浮液的最佳制备条件为:碳纳米管质量浓度0.4 g/L;分散剂SDBS质量浓度0.2 g/L;超声时间80 min。通过在有机相变蓄冷材料加入碳纳米管可以有效增大其导热系数。

某电动车辆动力电池组散热研究

选择以液冷板作为电动车辆动力电池冷却方式的热管理系统为研究对象,采用仿真模拟的方法,应用有限元仿真软件Ansys建立动力电池-液冷换热器耦合模型,对不同截面流道下的液冷板对动力电池组温度分布的影响进行了研究,并以此为基础,提出导热强化方案,对比分析铝片与石墨片两种导热材料对于控制电池组温度与改善电池组温均性的影响。结果表明:正方形截面流道较圆形截面流道更能有效降低电池组最高温度及流道进出口压差,但同时会增加电池组的温度不均匀性;导热强化方案可有效改善电池组温均性,但在控制电池组最高温度方面作用不明显,并且同等重量下石墨片的导热强化效果高于铝片。

木质素改性膨胀蛭石复合相变储热材料的热性能研究

本研究利用木质素作为改性剂,在膨胀蛭石(EV)表面掺杂交联碳层,旨在提高膨胀蛭石的吸附能力和导热性能。利用真空浸渍法制备了癸酸(CA)-棕榈酸(PA)-硬脂酸(SA)共熔物/改性膨胀蛭石复合相变储热材料,并对改性前后膨胀蛭石以及复合相变储热材料进行表征和测试。结果表明:CA、PA和SA的低共熔配比为80.5:13.5:6.0,其相变温度为25.3℃;改性膨胀蛭石封装三元脂肪酸质量分数最大可达71.3%,其融化潜热为104.3k J/kg^(-1),凝固潜热为100.8k J/kg^(-1);该材料具有良好的热循环稳定性,碳层的掺杂提高了材料的导热性能,使其具有较高的热相应速率。

白光激光二极管封装中荧光材料导热强化研究

如何降低荧光粉层的温度是白光激光二极管亟待解决的问题。六方晶体氮化硼(hexagonal boron nitride,hBN)是一种高导热材料。目前的研究集中于将hBN随机分布在荧光粉层,但对导热的增强十分有限。本文提出一种基于气泡模板的三维互连hBN导热网络构建方法。通过数值模拟探究了hBN体积分数等因素对模型导热性能的影响。结果表明导热系数随hBN体积分数和气泡体积分数增加而增加;几乎不随气泡粒径变化。最后制备了互连hBN网络的荧光粉层,通过光热测试验证了其优异的性能。

A comprehensive comparison on vibration and heat transfer of two elastic heat transfer tube bundles

Elastic heat transfer tube bundles are widely used in the field of flow-induced vibration heat transfer enhancement. Two types of mainly used tube bundles, the planar elastic tube bundle and the conical spiral tube bundle were comprehensively compared in the condition of the same shell side diameter. The natural mode characteristics, the effect of fluid-structure interaction, the stress distribution, the comprehensive heat transfer performance and the secondary fluid flow of the two elastic tube bundles were all concluded and compared. The results show that the natural frequency and the critical velocity of vibration buckling of the planar elastic tube bundle are larger than those of the conical spiral tube bundle, while the stress distribution and the comprehensive heat transfer performance of the conical spiral tube bundle are relatively better.

碳纳米管间碘链负载量和分布的导热强化探究

碳纳米管间界面热阻导致了组装材料的十分低的热导率,极大阻碍了碳纳米管的应用。管间负载碘链可以有效改善界面热输运,并已经通过实验得到证实,但是管间碘链的强化导热的热物理机制,缺乏深入的探究。界面热输运提高的最大化的碘链负载方式,以及碘链引入带来的异质原子散射效应,亟待进一步的探究。因此本工作采用分子动力学模拟,计算了不同管间负载量的碘链,并比较了两种初始分布的碳管热导,通过声子态密度和声子重叠能进一步分析其作用机制,讨论了引入的管间碘链带来的对热输运的强化作用。

Use of Magnesium Oxide-cement Binder in Composites Based on Hemp Shives

In this paper, it presented the results of experimental study of utilization of MgO cement as calcium hydrate replacement in lightweight composites based on hemp shives. The results of selected characteristics （compressive strength and coefficient of thermal conductivity） of hardened composites show that MgO cement based on the milled caustic magnesite is suitable alternative in comparison to conventional binders used in hemp concrete. This material leads to new environmentally products as non-load bearing building materials.