珊瑚砂热物理参数测试与预测模型对比分析

在我国“海洋强国”建设下,南海岛礁建设顺利推进,以浅层礁坪为介质的地源热泵技术、能量桩等,实质是与礁砂介质能量交换的过程,需进一步掌握珊瑚砂导热性能的演变规律。以南海岛礁珊瑚细砂为研究对象,测定并探讨在不同干密度和含水率下对3大热物理参数的影响,并选用12种砂土热物理参数模型的预测数据与实测数据进行类比分析,提出适宜预测珊瑚细砂导热性能的经验模型。结果表明,珊瑚细砂导热系数和体积比热容、热扩散系数均与干密度呈正相关关系,导热系数和体积比热容与含水率的相关系数高于干密度,而热扩散系数与含水率呈“凸”形增长关系,与干密度的相关系数远高于含水率。基于试验实测数据进行线性回归分析,修订Cote-Konrad模型与Gangadhara Rao模型,显著提高模型对珊瑚细砂导热系数预测准确性;通过De Vries模型与Xu模型的线性修正,大幅缩小珊瑚细砂体积比热容预测值与实测值的差异,在Dai模型相关系数的二元拟合分析基础上,建立表征珊瑚细砂热扩散系数预测模型,为岛礁隔热、控温工程设计以及珊瑚砂热物理特性研究提供参考。

低液限黏土冻结热物理参数及热传导模型试验研究

为了研究不同温度条件下饱和度、比热容、相变潜热、未冻水含量等对人工冻结法的影响,以昆明地铁联络通道冻结法施工为背景,将该地区低液限黏土作为研究对象开展试验,探明了未冻水含量、热物理参数的变化规律;建立了正交球缺接触热传导模型并对照室内试验结果进行验证。结果表明:当温度持续降低到某温度范围(-15~-8℃)时,土中未冻水含量变化不大,据此可优化降温计划;在负温段,不同饱和度试样未冻水含量与相变潜热呈负相关,饱和度与相变潜热正相关;导热系数与比热容随温度的变化表现为两个阶段,并在0~-10℃温度范围内迅速降低后趋于平稳;所建立的正交球缺接触热传导模型能可靠计算任意时刻未冻水量并预测热物理参数变化趋势,可为减少冻结工作中热物理参数的测量工作量提供参考。

材料热物理参数对沥青路面温度场影响的模拟分析

首先在考虑沥青路面与周围环境热交换过程的基础上,利用ADINA有限元软件构建了沥青路面温度场评估模型,并确定了模型的边界条件,然后通过数值模拟的方法分析了导热系数、表面传热系数和路面反射率这3个材料热物理参数对沥青路面各结构层温度场的影响.结果表明:沥青路面的温度变化主要发生在其表层和面层(即沥青层),而基层、底基层和土基的温度变化很小;相同条件下,沥青路面各结构层的日温度差会随着各结构层深度的增加而减小;沥青路面各结构层的温度会随着结构层深度的增加出现变化相位逐渐滞后的现象;修铺沥青路面时所用材料的导热系数越大、表面传热系数和路面反射率越小,沥青路面的温度越高,因此,为使整个沥青路面温度降低,铺筑沥青路面时应使用导热系数较小、表面传热系数和路面反射率较大的材料.本研究可为沥青路面的选材设计提供理论支撑,有助于改善沥青路面的温度场,减小沥青路面对城市环境造成的不良热效应.

Q235钢主要热物理参数对连铸传输模型精度的影响

分析和讨论了普通碳素钢的密度、导热系数和溶质分配系数等热物理参数在凝固过程中的变化情况对连铸过程动量、能量及溶质传输模型计算精度的影响。根据Fe C二元平衡相图和宏观传输 微观偏析计算得出 0 .15C 0 .35Mn的Q2 35钢液相、δ 相和γ 相的密度与温度、局部混合导热系数与温度以及平衡溶质分配系数和温度之间的关系式。这些关系式的建立是提高Q2 35钢传输模型精度的基础。

热物理参数对燃料电池内传质过程的影响

本文利用自行设计的实验系统,对自制的镀金不锈钢极板液态进料直接甲醇燃料电池的性能进行了测试。实验结果表明,较高的氧气压力和流量、较大的甲醇溶液流量、较高的电池温度均有助于强化燃料电池内部的传质过程。另外,在甲醇溶液浓度不超过2.0kmol/m^3的范围内,提高浓度有助于缓解催化层反应物不足的问题,从而改善燃料电池的性能。本文从机理上对这些实验结果进行了分析。

不同遗址土的热物理参数研究

为了研究干密度、含水率和NaCl含量对遗址土热劣化的影响,采用Hot Disk热常数分析仪对良渚遗址、交河故城遗址和通古斯巴西古城遗址的遗址土重塑样进行了热物理参数的测试,分别确定了遗址土的导热系数、热扩散系数和体积比热随干密度和含水率的变化关系。对通古斯巴西古城遗址重塑样掺入了不同含量的NaCl,研究了含盐量对遗址土重塑样导热系数的影响。结果表明,当含水率与干密度增加时,3种遗址土的导热系数均呈线性增长,热扩散系数和体积比热也随着含水率与干密度的增加而增大;相同条件下3种遗址土的热物理参数存在差异,良渚遗址的较大,交河遗址的较小,通古斯巴西古城的居中总体上与土中SiO2含量成正相关关系。当干密度与含水率一定时,掺入NaCl增加了遗址土的导热系数。

用阶跃温升法测量生物组织的热物理参数

生物体的热物性是研究生物组织热物理问题的基本参数。本文设计制作了以热敏电阻为探头的生物探针，基于阶跃温升法研制了相应的测量电路和计算机采集和控制系统，测量了生物组织的导热率，分析了组织试样尺寸对测量的影响。离体实验表明，阶跃温升法能够可靠地测量生物组织的热物性。

金属型铸造温度场的有限元数值模拟及确定热物理参数的“逆方法”

采用虚拟仿真技术,利用ANSYS软件,对铸造系统凝固过程的温度场进行研究。考虑了相变潜热、对流边界条件和界面传热系数等各种因素,并将ANSYS计算结果与实验数据进行对比,得到了合理的温度分布,为进一步研究消除铸造缺陷等工程实际问题打下了基础。同时提供一种确定热物理参数的"逆方法"。

多孔介质中水合物的热物理参数测量

利用时域反射技术和非稳态热线法测量热物理特性技术,设计制作了一套用于高压状态下测量含水合物沉积层热物理参数的系统。选择粒级(?)0.18～0.25 mm的细砂作为多孔介质,加入0.3g/L十二烷基硫酸钠(SDS)溶液作为多孔介质中的孔隙水和甲烷气体(纯度为99.9%),模拟沉积物中水合物的生成过程。采用交叉热线法和平行热线法两种方法测量了含水合物沉积层中的导热率,交叉热线法导热率的测量结果为(1.112±0.080)W/(m·K),平行热线法导热率的测量结果为(1.078±0.057)W/(m·K)。

木材热物理参数理论表达式的推导及其计算值与实测值比较

利用木材热物理参数3个理论表达式分别计算28种木材的比热容、导热系数和导温系数,并分别与同条件下的实测值相比较.结果表明:28种木材理论计算的平均误差分别为2.6%、5.7%、6.7%;最大误差分别为8.0%、12.8%、12.5%.木材热物理常数3个理论表达式都不是通常依据试验数据拟合成的经验方程式,而是依据统计力学和物理学原理,经过数学推导得到的理论表达式,使之学术上具有内在的理论意义.

恒功率平面热源法智能热物理参数测试系统

本文介绍了一种采用恒功率平面热源法测试热物理参数的智能化系统。论述了系统测试原理和软硬件结构。该系统具有测量准确度高、自动化程度高和操作方便等特点。测试结果表明 ,导热系数和导温系数的测试误差均小于± 4%。

上海人工冻结土层热物理参数

根据国内外人工冻结土体热物理参数的研究成果,针对上海冻结范围内土层分布,给出了上海冻结范围内土层热物理参数表。在缺乏实验条件情况下,采用数值方法进行冻结温度场分析时,可根据实际工程土层含水量大小,对表中所对应的土层数据进行插值求得所需的热物理参数。

春光油田岩石热物理参数的研究及应用

我国特超稠油油藏一般采用注蒸汽吞吐和蒸汽驱等热力开发方式,室内测试获取的岩石热物理参数是数值模拟优化井网、井距和注采参数的重要依据。以前对春光油田的热力采油区块岩石热物理参数平面变化规律缺乏全面认识,影响了开发方案优化设计结果,因此详细开展了对春光油田岩石热物理参数测试及影响因素研究,结果表明,春10区块S1Ⅱ3小层导热系数与声波时差曲线在剖面上的变化趋势具有较好的一致性,并建立了测井与热物理参数之间的关系,根据声波时差值可以快速计算岩石密度、导热系数、比热和热扩散系数,为不同井区优化开发方案提供了可靠的地质依据。

箱形梁混凝土热物理参数反分析试验研究

有限元法分析箱形梁混凝土温度场应力场及其耦合 ,热物理参数对计算结果影响较大。为了选取接近实际的混凝土热物理参数 ,根据 Fourier热传导理论和边界条件 ,利用差分原理推导出混凝土热物理参数方程 ,设计箱形梁温度测设方案实测温度 ,对混凝土的热物理参数进行反分析 ,可得更符合实际的参数。

探头结构对阶跃温升法测量生物组织热物理参数的影响

采用阶跃温升法可以测量生物组织热物理参数。但是,阶跃温升法在推导时认为其测量探头是由单一的热敏材料构成的,探头输入功率在探头中均匀分布。而实际的探头多为复合结构,并且探头输入功率在探头中的分布也是不均匀的。本研究通过构建采用复合结构探头时阶跃温升法的数学模型,并对之进行数值模拟,分析了探头结构对阶跃温升法测量生物组织热物理参数的影响;进而通过对探头温升的稳态分析,阐述了探头参数标定值的物理意义。结果表明,对于复合结构的热敏电阻探头,在对探头半径及探头热导率进行标定后,仍然可以采用阶跃温升法来测量生物组织的热物理参数。

一体化混凝土热物理参数测定仪的研制

为规范混凝土热物理参数测定仪产品的性能指标和检测方法,经住房和城乡建设部批准,颁布了JG/T329—2011《混凝土热物理参数测定仪》行业标准,为此,同步研制了产品样机。所研制的混凝土热物理参数测定仪通过测试技术和方法上的多项创新,全面实现了新颁标准提出的技术性能要求,整体技术指标达到国际先进水平,部分性能超过国外同类机水平。

热物理参数的变化对 E-PEK 加工过程的影响

以玻璃纤维增强新型可固化环氧热塑性材料－环氧封端聚芳醚酮（Ｅ－ＰＥＫ）体系为研究对象，将温度和反应程度对Ｅ－ＰＥＫ热物理性能（包括比热、密度和导热系数）的影响引入到其加工过程的模拟计算中，在模拟的基础上，确定了玻璃纤维增强Ｅ－ＰＥＫ的加工参数，并依此参数制备了复合材料．所得复合材料的性能表明了这种影响在加工过程中是确实存在的，而其影响也是必须考虑的．考虑了这种影响，模拟得到的加工参数的范围变小，模拟的结果更为准确、可靠．

齐热哈塔尔水电站工程高地温洞室围岩热物理参数探讨

岩石的热物理参数主要包括岩石的导热系数、比热、导温系数、线膨胀系数和热交换系数等。尤其是岩石的导热系数、比热及线膨胀系数对岩体及地下工程中温度场的形成、特征、热流的传递、热应力的计算及热破坏等都是非常重要的。一般而言,岩石的热力学参数也不是恒定不变的,除和温度有关外,它还受岩石的结构、组成、形成过程等许多因素的影响。本文以齐热哈塔尔水电站工程为例,勘测和施工过程遇到的高地温洞段围岩-花岗岩为研究对象,对其导热系数和热对流交换系数进行参数反演分析,以期取得更为接近实际的参数,为进一步分析优化高地温洞段温度-应力场耦合模型奠定了基础。

拱坝大体积混凝土热物理参数的试验研究

通过测试湿筛混凝土的热物理参数来评价拱坝大体积混凝土的热学特性,必然与大坝实际混凝土存在差异。对拱坝全级配大体积混凝土热物理参数的试验研究结果表明:拱坝全级配大体积混凝土的热物理参数存在着一定的尺寸效应,用湿筛小试件混凝土的热物理参数表征水工全级配大体积混凝土的热学特性显然是不真实的。

氧气/煤油发动机燃气热物理参数及输运系数计算

为了给氧气/煤油发动机设计和热防护设计提供必要的设计参数,针对氧气/煤油燃气进行热力学计算。运用吉布斯最小自由焓计算模型得到燃气平衡组成,通过拟合公式的方法得到燃气的热物理参数及输运系数。通过计算,得到氧气/煤油燃气的组分及比焓、密度、比熵、粘性系数等热物理参数和输运系数随温度和压力的变化特性。分析结果表明:水离解对氧气/煤油燃气组分变化存在显著影响,压力增大会导致水离解起始温度升高;氧气/煤油燃气比焓、比熵、定压比热、粘性系数、热传导系数变化在温度较低时受压力影响较小,当水开始离解后,压力的影响显著增强;组分在燃气中的扩散系数同时受到了温度和组分摩尔分数的影响;燃气普朗特数变化受热传导系数变化的影响较大,水离解后,热传导系数的迅速增大使燃气的普朗特数迅速减小。