功能梯度材料当量热导率的计算方法

本文首次提出了功能梯度材料当量热导率的概念，并推导了当量热导率的计算方法，该方法的确定不仅可以指导FGM的成分、组织和结构设计，而且还可以加速FGM实用化的进程，具有重大的理论意义和巨大的实用价值.

熔模铸件冒口当量热节设计法

将当量热节概念应用于冒口设计,提出了冒口的当量热节设计法。在当量热节直径根据简化后的铸件截面尺寸通过图表确定后,可以计算出冒口颈直径、冒口直径、冒口体积和冒口高度。冒口的当量热节设计法,概念直观,计算简单。

热管当量热导率的实验研究

热管在各种电子元件的冷却中具有重要应用,其当量热导率参数是冷却系统设计和计算机仿真中的重要性能参数。考虑到电子元件的功率是不断变化的,整体的热负荷也随之不断变化,研究热管在变热负荷的情况下当量热导率的变化规律。通过实验发现,热管的当量热导率随着电子元件热负荷的增大而增大,而热管的冷却效果也会直接影响到其当量热导率的变化。研究成果可为热管冷却系统热设计及其在电子元件的实际应用提供参考。

小管径重力热管启动特性

实验研究了小管径重力热管启动过程特性,分析了加热功率、倾角、冷却水流量对热管启动特性的影响。实验用热管为铜水重力热管,外径8mm,壁厚1mm,总长1500mm。结果表明,随加热功率增大,热管启动时间缩短,当量热导率到达稳定的时间缩短。在倾角为60°时热管启动特性要优于在30°和90°时的情况,90°时启动温差最大、启动时间最长。冷却水流量在10L.h-1时,热管启动温差最大,启动时间最长,当量热导率稳定得最慢,而在其他流量下时,热管的启动温差和启动时间大小关系均为10L.h-1>40L.h-1>20L.h-1>30L.h-1。

金属蜂窝夹芯板辐射导热耦合问题

针对金属蜂窝夹芯板,研究了其在气动加热条件下的非稳态传热行为.基于高温传热学原理,通过传热机制分析,建立了蜂窝夹芯板的导热-辐射一维瞬态耦合传热数学物理模型.在此基础上,采用控制容积法,结合蒙特卡罗法,发展形成了求解该类辐射导热耦合传热问题的数值方法,并给出了蜂窝夹芯板当量热导率和典型边界条件下金属蜂窝夹芯板瞬态温度场、非加热面热响应的计算方法,进行了典型算例计算和实验验证.结果表明,所建立的数值计算模型在预报蜂窝结构热响应方面是有效的,而且较之Swann-Pittman半经验关系式,提高了计算精度.

基于ANSYS的金属蜂窝板热性能模拟研究

基于ANSYS有限元方法模拟研究了金属蜂窝板的传热。在与实际的试验条件保持一致的情况下,建立了金属蜂窝板模拟计算模型,研究了金属蜂窝板的稳态热性能、热量传递机制和瞬态表面热响应。在所建立的模型中考虑辐射导热耦合换热,对稳态热性能模拟研究表明模拟结果与Swann&Pittman经验公式计算的结果十分吻合,瞬态表面热响应的模拟结果与试验结果也较吻合,说明ANSYS有限元方法能够准确模拟金属蜂窝板的传热。此外,蜂窝腔表面间的辐射换热是金属蜂窝板的一个重要的热量传递机制,在高温情况下应考虑辐射导热耦合换热。

金属蜂窝板参数对其传热性能的影响

采用ANSYS有限元方法模拟金属蜂窝板的传热性能,并采用控制变量法和极差分析法研究了金属蜂窝板参数对其传热性能的影响。利用Swann&Pittman经验公式对蜂窝板传热模型进行验证,并深入研究蜂窝板参数对其传热性能的影响。结果表明:公式计算结果和模拟结果十分吻合,本实验建立的模型是合理的;增加蜂窝芯边长和蜂窝芯高度会降低当量热导率,而蜂窝芯厚度、上下蒙皮厚度及内表面发射率的增加会加大当量热导率;随着施加热流密度的增加,蜂窝芯厚度和下蒙皮厚度对当量热导率的影响几乎不变,而蜂窝芯高度、蜂窝单元边长、内表面发射率及上蒙皮厚度会加大对当量热导率的影响,而且各参数对当量热导率影响大小的排序会随着施加热流密度的改变而变化。

层间稀薄气体传热对多层绝热材料性能的影响分析

通过建立的热量传递模型,分析了不同的气体稀薄程度(Knudsen数)时,气体传热对多层绝热材料有效热导率和各层温度分布的影响。分析表明:由多层绝热材料真空度变化引起的稀薄气体传热量波动较大,在10—60层/cm层密度范围,真空度低于100Pa时,Kn数属于自由分子状态区域和中间压强区域,此时材料的有效热导率随残留气体热适应系数的增大而减小,并随着真空度的降低而增大;当残留气体为空气时,为保证多层材料的绝热性能,尽量维持真空度不低于10-2Pa。同时分析表明,为有效降低低真空下稀薄气体传热对多层绝热性能的影响,可以采用综合热适应系数较低的气体置换夹层中的空气,以减少低真空多层绝热材料的有效热导率,改善绝热性能。

高真空多层绝热的主要影响因素

通过分析国内外的代表性文献，着重从原理及影响因素方面对高真空多层绝热的研究情况进行了论述。

航天器多层绝热材料的非稳态传热分析

根据反射屏能量平衡建立了多层绝热材料的非稳态传热方程。以双面镀铝涤纶薄膜为研究对象,在不进行预处理、表面印花处理两种实验条件下,得到了绝热材料中各反射屏温度随航天器飞行过程中的具体数值变化规律。最后,在特定的两个时刻分析了绝热材料的当量热导率及其分量,发现残留气体导热约占70%。

水泥熟料堆积体多孔介质热阻力实验研究

本文利用自行设计的高温热阻实验装置,对高温水泥熟料冷却过程中的三维热阻力进行了实验测量。将管内流动系统的热阻力系数理论应用到水泥熟料非固结多孔介质热阻力实验研究中,得到了空气在高温水泥熟料多孔介质当量热阻力系数的变化规律。实验结果显示当熟料平均粒径为25 mm时,堆积体在从500℃冷却至常温的过程中,当量热阻力系数在1.15-1.35的范围变化,从而获得了温度与熟料堆积体渗透能力之间的关系。研究结果有助于指导此类颗粒堆积体的风冷问题。

扩散焊吸液芯结构对热管传热性能的影响

利用扩散焊分层实体制造技术对蚀刻紫铜薄片进行焊接,完成吸液芯结构(微通道)的制造以及平板热管整体结构的装配。通过系统研究分析了槽道宽度、加热功率以及冷却方式对热管性能的影响。结果表明,该方法能较好地实现热管吸液芯结构以及整体结构的制造;试验过程中槽道宽度为0.4 mm的热管性能最优,在加热功率为40 W、水平放置、加热过程伴随风冷的试验条件下,其最大当量热导率能达2552.2 W·m-1·K-1,为紫铜的6.7倍。采用扩散焊分层实体制造的方法可以在槽道中形成很多小槽道,有利于液体工质的回流,从而提高热管的导热性能。

异形整体式热管散热器传热实验与分析

针对电子电气设备散热和均温的需求,提出了一种新型结构形式的异形整体热管散热器:平板热管形式的蒸发段与具有高肋化比翅片的冷凝铜管集成。对该热管进行了传热实验与分析,研究热管在不同工况下温度数值及分布,探究影响热管性能的因素和规律,验证其传热能力。结果表明:在各种工况下热管温差始终在1.75℃之内,均温性能良好。加热功率和对流散热状况对热管启动性能、总体热阻、当量热导率、传热系数都有影响。随着加热功率和对流速度增加,热管启动时间和热阻均降低,当量热导率和传热系数则逐渐上升。热阻最低为0.189℃·W?1,最佳当量热导率为20964 W·m?1·K?1。相比于同等尺寸的传统热管,热阻降低了37%,传热效率提升15%。

定壁温闭式环路型自激振荡热管传热性能的实验研究

通过理论分析得出工质R134a在0℃～100℃温区范围内相对于工质水、R123、乙醇可能具有更佳的蒸发和冷凝特性。实验研究了两种不同管径闭式环路型振荡热管在不同工况下的传热性能。结果表明：两组管径的当量有效热导率和输热量在稳态时具有同相非周期性变化趋势。对小管径装置来说，当量有效热导率随充灌率的变化趋势与工作温区有关。对大管径装置来说，近工况下当量有效热导率要比小管径低很多，但仍为纯铜管的一百多倍。实验证实R134a具有良好热传导性能，有望在微通道闭式自激振荡热管中使用。

减少多层绝热中裂缝影响的系统研究 第二部分 实验结果

在多层绝热(MLI)体上切割一系列不同宽度和各种形状的裂缝,测得的数据表明,每单位狭缝面积增加的热负荷有一个最大值≈135Wm^(-2)。如果狭缝宽度足够小,那么,热负荷的增加一般与裂缝下冷表面的处理情况,即发射率无关。裂缝附近的温度分布和当量热导率同没有裂缝的系统中的情况明显不同。实验也观察了热负荷和温度分布与真空压强的关系。为减小通过多层绝热体上的裂缝导入77K表面的热负荷,进行了覆盖裂缝“修补”法的系统研究。采用以下修补材料来确定在30层绝热体中补法的最佳分布:300A单面镀铝的皱纹迈拉(NRC—2)和1000A双面镀钼的平直迈拉。实验结果指出,几层中用一块补片同每层中用一块补片的效果几乎相同,把补片放在绝热体的外半部分比放在内半部分要好得多,并能把热负荷减小到无裂缝时的值。把同样数量的补片放置在一个裂缝上面的效果要差得多。实验数据表明,用1000A的材料作补片较好。所有实验结果都同增强黑腔模型相符合。

建筑外门窗气密性及空气渗透热损失对实际保温效果的影响

本文推导了建筑外门窗由于空气渗透而引起的热损失计算公式,首次提出了空气渗透热损失当量传热系数的概念,并将空气渗透热损失当量传热系数与传热系数相结合,对不同配置和气密性能的建筑外窗的实际保温效果进行了比较,结论对于建筑外门窗的选择和节能效果评价具有重要的指导意义。

低温绝热管道漏热量在线测试的研究

低温绝热管道漏热量测量的热流计法就是采用热流计直接测试低温绝热管道表面的热流进而计算出管道漏热量的测量方法。采用热流计法可以实现管道漏热量的免工质更换、免拆装的在线测试,同时测试精度也可保证。另外,还建立了低温绝热管道在线漏热量测试结果的合于使用评价方法,其中对评价中的重要参数—管道夹层当量热导率进行了详细分析。

LNG储罐高真空多层绝热性能分析

本文总结了高真空多层绝热理论计算模型,针对多层绝热中的辐射换热、残余气体导热及固体导热进行了分析计算。最后给出了多层绝热层中理论温度分布,当量热导率随真空度、绝热层数变化的情况,并利用不同绝热模型计算了层间固体导热,得到了各影响因素对绝热性能的影响。

浅析城市集中供热热源方式的选择

本文以五种典型集中供热热源的燃料热能利用率计算结果作为依据,分析各类热源的特点及适用情况,对城市集中供热热源选择提供参考性意见,具有较强的适用性。

绝热(保温隔热)涂料保温隔热效果研究

本文采用实验室试验分析与试点项目检测验证相结合的方法,针对绝热(保温隔热)涂料保温隔热效果进行研究。根据《居住建筑节能检测标准》JGJ/T 132-2009规定,试验主要分析裸墙、外涂与内涂绝热(保温隔热)涂料墙体的热通量。结果表明:外表面或内表面涂绝热(保温隔热)涂料可通过改变墙体表面换热效应,影响墙体热通量而提高其保温隔热效果。通过试点项目——黑龙江省黑河一幢已使用15年以上的建筑物进行应用试验,证明外表面涂饰绝热(保温隔热)涂料的墙体热通量明显低于裸墙的热通量,与试验结果一致。并计算出墙体外表面或内表面涂饰绝热(保温隔热)涂料在实测环境和基墙条件下的当量热阻值分别为0.78(m^2·K)/W与0.88(m^2·K)/W。