基于光纤传感水热平衡法测量碳纤维圆筒结构的热扩散系数

基于光纤布拉格光栅和傅里叶热传导方程提出了一种实现复合材料圆筒结构热扩散系数测量的水热平衡法,并进行了理论分析和实验研究。当圆筒结构内部流体温度升高,由初始低温平衡状态向高温平衡状态过渡,其内部流体热量从内向外传递,由于热阻的存在,而使内外壁呈现不同的温度特性,导致内外壁温度分布呈现差异性;依此原理,利用光纤布拉格光栅温度敏感特性,获取中心波长与温度函数关系及中心波长与时间函数关系,确定圆筒结构温度分布函数;根据傅里叶一维导热方程和边界条件即可求得结构热扩散系数。实验表明,升温测量与降温测量结果具有一致性,证明了该测量方案的可行性与可靠性。该测量系统具有传感元件简单、稳定性好、可操作性强等优点,为此类圆筒结构热扩散系数测量提供了一种新颖可行的方法。

且末绿洲适宜规模研究

干旱区平原绿洲,应以水为中心确定绿洲规模,防止水资源不足情况下土地过度开发造成的荒漠化和沙漠化。应用基于生态水热平衡的适宜绿洲规模数学模型,对且末绿洲现状年的绿洲适宜发展规模进行了研究。结果表明:(1)且末绿洲稳定性指数为0.535 8,绿洲处于亚稳定状态,生态系统呈开始退化趋势,绿洲需要较高的投入才能保持稳定。(2)且末绿洲适宜规模为609.22～812.29km2,且末绿洲适宜耕地面积为92.66～123.55km2。通过资料可知,且末绿洲现有规模为992.16km2,超出适宜规模0.2～0.6倍;现有耕地面积为150.88km2,也超出了适宜耕地面积的0.2～0.6倍。从生态可持续角度出发,绿洲面积不宜再扩大。

适宜绿洲规模数学模型的比较研究——以且末为例

根据且末绿洲综合分析的基础上,基于水量平衡法和适当的水热平衡绿洲规模数学模型,分析了且末绿洲适宜的发展规模,得出以下结论:①且末绿洲总面积为992.16 km^2,现耕地总面积为150.88 km^2;②通过水量平衡法计算的且末适宜绿洲规模为1 062.67 km^2,且末绿洲适宜耕地面积为336.59 km^2。绿洲的现有规模及现有耕地面积比适宜规模小,需增加70.51 km2的绿洲面积和185.71 km^2的耕地面积。可知,可以扩大绿洲面积,然而不能确定稳定性。③通过水热平衡法计算且末绿洲适宜规模为609.22~812.29 km^2,适宜耕地面积为92.66~123.55 km^2。即绿洲的现规模和现耕地面积远超适宜规模,同样超出适宜规模及适宜耕地面积的0.2~0.6倍。绿洲面积不宜再扩大。④结合且末绿洲的实际情况,且末绿洲稳定性指数约为0.5358,且末绿洲处于亚稳定状态,生态系统退化,绿洲需要较高的投入才能保持稳定。因此,水热平衡的适宜绿洲规模数学模型符合且末适宜绿洲规模计算的模型。