具有凹坑结构的半椭圆电热元件传热和流动特性的数值模拟

为了探究表面添加凹坑结构对电热元件的平均换热特性、阻力特性及相关综合性能的影响,对具有凹坑结构的半椭圆翅片电热元件的传热和流动特性进行了数值模拟研究,以相同电加热功率的光滑表面电热元件为基准进行了比较分析。研究结果表明:凹坑结构一方面增加了电热元件的传热面积,同时在一定程度上破坏了空气横掠电热元件的热边界层和流动边界层,使边界层分离点后移,从而强化了传热。在Re=2000时,电热元件最优凹坑参数组合为d=0.8 mm、L=12 mm,其Nu值比光滑表面的电热元件Nu值增加约3.82%,综合传热性能增加约3.6%。

分体式多功能电热锅结构分析

本文通过对一种锅体和加热部件相连、控制部分可分离的分体式多功能电热锅的结构分析,从GB 4706.1-2005、GB 4706.19-2008、GB 4706.14-2008标准入手,总结了这些标准中溢水试验、电源线及互连软线连接等方面对其结构的要求,并就其结构缺陷及如何改进进行探讨,提出相关改进措施和建议,以助力企业提升其产品质量,为消费者提供更安全、更实用的现代厨房用具。

阴、阳极结构优化对稀土电解槽电热场的影响

针对稀土电解槽中阳极消耗后变形及阴极棒底部电流密度过大导致电热场分布不合理的现象,本文以某企业8 kA稀土电解槽为研究对象,运用COMSOL多物理场耦合软件对阳极倾角和阴极结构同时优化后的模型进行了三维电热场的模拟,并对电解槽的电热场分布进行分析研究。结果表明:在阴极棒底部优化成半球形结构后,阴极底部电流密度降低,且电解槽的下半部分电场分布更为均匀,改善了电解槽的局部过热的情况;阳极倾角适当增大,可以使槽内电压降低,高温区域向槽底转移;在阴极底部半球形结构条件下,当阳极倾角为8°、插入深度为320 mm时,电热场分布最为合理。

电热联合老化下车载电缆终端复合绝缘结构的太赫兹频域特征

车载电缆终端作为高速铁路动车组供电系统的核心部件,因运行中长期经受电应力、热应力作用极易老化,进而导致绝缘水平下降。为解决现有条件难以有效评估车载电缆终端绝缘状态的问题,设计了不同老化梯度下的电热联合联合老化实验,提出采用太赫兹频域特性表征车载电缆终端复合绝缘结构的老化状态。通过加速老化实验,测试得到了不同老化状况下车载电缆终端复合绝缘结构的太赫兹频域特性参数,包括吸收系数、介电常数实部、介质损耗和折射率。结果显示:太赫兹频域特性参数随老化时间呈现出明显的梯度变化规律,随着老化时间增加,吸收系数呈现先升后降的趋势;介电常数实部、介质损耗和折射率均出现了不同程度的增大。上述结果表明:吸收系数、介电常数实部、介质损耗和折射率等太赫兹频域特征可以用来表征电热联合老化下车载电缆终端复合绝缘结构的老化状态,可作为电缆终端等复合绝缘结构的老化评估的新手段。

新型电热结构防除冰性能研究

创新性地开发机翼电热防/除冰系统仍然是航空航天领域面临的巨大挑战,提高电热防/除冰系统的能量利用率受到了防除冰领域专家的广泛关注。本文创新性地设计了一种多孔电热防除冰结构,多孔基体通过模板法制备得到。电热结构从上至下由绝缘涂层、导电层、电热层和隔热层组成。研究了导电银浆层厚度及导电液含量在不同功率下绝缘层和隔热层的温度变化。结果表明,室温条件下,当输入功率为4 W、银浆层厚度为300μm时,绝缘层的温度最高可达134℃。在-20℃的冰脱落实验中,发现当输入功率为18 W时,顶层温度可快速达到0℃,而底层温度维持在-12.5℃左右,能量损失较少。本文可为电热防除冰材料体系的设计提供理论指导。

碳纳米管基电热材料的结构设计与应用

随着社会的发展,人们的日常生产生活对电热材料提出了更高的要求。碳纳米管因具有轻质、高电导率、高电热转换效率等特点,成为新型轻质高效电热材料的研究热点。纳米尺度的单根碳纳米管无法直接使用,因此,需要以有序的宏观形态进行组装以获得可用的高性能电热材料。介绍了基于碳纳米管的电热材料的主要宏观组装形态,对其结构设计进行了阐述,并对其应用方向进行了介绍,最后对碳纳米管的进一步工业化应用进行了展望。

丝网印刷还原氧化石墨烯改性蚕丝织物的导电与电热性能

为探究组织结构与丝网印刷次数对蚕丝织物导电性、耐水洗性以及电热性能的影响,设计缎纹组织、斜纹组织、重纬组织3种结构,通过丝网印刷工艺制备氧化石墨烯(GO)改性蚕丝织物,经过原位还原制得还原氧化石墨烯(RGO)改性导电蚕丝织物。借助扫描电子显微镜和X射线衍射仪对RGO改性蚕丝织物进行表观形态观察与晶体结构表征,分析了RGO改性蚕丝织物的导电性、耐水洗性和电热性能。结果表明:随着丝网印刷次数的增加,织物的电阻率逐渐减小;相同丝网印刷次数下电阻率最小的为RGO改性重纬蚕丝织物,经9次水洗后,丝网印刷5次所得RGO改性缎纹、斜纹、重纬蚕丝织物的电阻率分别增大了0.710、0.472、0.308 kΩ·cm;相比RGO改性斜纹和重纬蚕丝织物,RGO改性缎纹蚕丝织物具有较好的电热性能,在0.025 A的恒定电流下以10℃/s的升温速率达到96℃的饱和温度。通过丝网印刷工艺制备的RGO改性蚕丝织物在智能可穿戴纺织品领域具有良好应用潜力。

基于ANSYS Fluent的电热毛巾架温度场仿真分析与结构优化设计

本文通过对合作单位主流的电热毛巾架的结构建模与温度场仿真分析,基于仿真结果优化毛巾架结构,达到最大程度利用电热毛巾架热量的目的。首先根据现有电热毛巾架结构建立其三维模型,进而通过ANSYS Fluent软件对电热毛巾架温度场进行数值模拟分析,得到电热毛巾架干燥毛巾的热量分布云图,最后根据热量分布云图优化电热毛巾架结构。模拟仿真显示,优化后的电热毛巾架在干燥毛巾的过程中使得毛巾温度提升了3℃左右,显著提升了毛巾的干燥效率。

试析电热毯、电热垫等发热线结构特点及测试问题

在现代社会生活中,为了满足人们对保暖与温度舒适性的需求,电热毯、电热垫等多种发热产品已经较为常见,有效提升了人们的生活舒适度。结合当前常用的电热毯与电热垫系列产品来看,不同的产品类型在发热线结构上存在不同的特点,为了确保电热产品的安全性,需要做好发热线及其结构的测试工作。因此,文中对电热毯、电热垫等发热线结构特点及测试问题进行了深入的研究与分析,并结合实践经验总结了几点措施,以期能对相关人员有所帮助。

浅析绝缘结构对阻断电热水器漏电传输路径的应用

电热水器是常用的家用电器设备,而在使用电热水器产品的时候,触电事故也是时有发生。为了有效避免发生触电事故,确保用户的生命财产安全,通过对过往事故中的漏电原因进行归类汇总,并梳理出可能存在的漏电传输路径,进而提出有效的绝缘结构进行防触电保护,从而提高电热水器的安全使用系数。

电热驱动Bimorph微执行器对流系数估算方法研究

随着电热驱动MEMS器件尺寸进一步缩小,传统热对流系数的取值已无法满足微系统分析建模需求。针对电热型Bimorph结构的MEMS微镜驱动器,通过分析其温度分布,并以其平均温度为参考指标建立简单热阻和对流热阻分段模型,推算出微尺度下精确的对流系数,提高了微执行器设计模型的驱动性能。经理论计算和实验测试验证,对流系数值的误差在8.1%以内,满足实际设计需求,验证了该方法的合理性和可行性。

具有三层结构的SU-8胶V形微电热驱动器

为解决SU-8胶微电热驱动器在工作过程中存在平面外运动的问题,提出了一种具有铜-SU-8胶-铜三层对称结构的新型SU-8胶V形微电热驱动器。采用刚度矩阵方法建立了包含被驱动结构刚度的微电热驱动器力学模型,并针对一种柔性微夹钳,利用该模型对微电热驱动器进行了几何参数设计。利用Ansys仿真软件对所设计微驱动器进行了分析,仿真结果验证了所建模型的合理性。提出了一种新的MEMS加工工艺来制作三层结构微电热驱动器,并测试了它的性能。结果表明,实验结果与仿真结果相差不大,在150mV驱动电压下,所设计微驱动器温度仅升高约32.93°C,并对微夹钳产生约2.5μm的输入位移,使微夹钳产生126μm的钳口距离改变量。微驱动器仅消耗大约30.35mW的功率,钳口的平面外运动小于500nm。最后,利用微电热驱动器驱动的微夹钳成功地对一个长1.2mm,宽135μm,厚50μm的SU-8胶材料微型零件进行了微操作实验,实验证明了微驱动器实际性能基本满足设计要求。

铬酸镧电热元件的结构特征研究

铬酸镧电热元件是目前最好的陶瓷发热材料之一。通过X射线衍射和扫描电镜对国内外铬酸镧电热元件的结构特征进行了分析 ,利用定量金相截线法对试样的晶粒尺寸分布进行了统计。结果表明 ,国产铬酸镧电热元件由尺寸均匀的等轴晶组成 ,元件的热端在使用 2 0 0 0h后晶粒长大十分明显 ,并存在调幅分解。日本元件除细小的等轴晶外还有一定量的形状不规则的大晶粒 ,等轴晶在使用后长大不明显 。

结构热试验石英灯电热特性研究

针对飞行器结构热试验常用辐射加热元件石英灯,利用比电阻法和热辐射法获得了典型石英灯的电压-灯丝温度曲线,并对两种方法进行了误差分析,表明两种方法都可用于灯丝温度的预测。讨论了石英玻璃的频谱特性,根据灯丝的辐射光谱得出了灯管的工作温度。预测了石英灯的潜在破坏模式。

稀土元素对FeCrAlNbTi电热合金结构和性能的影响

研究了添加适量稀土的ＦｅＣｒＡｌＮｂＴｉ电热合金的高温性能与微观结构。结果表明，稀土等元素的微合金化及变质效应使合金晶界强化，晶粒细化，从而使合金的抗氧化性和使用寿命提高５０％以上。

基于三梁结构的电热驱动谐振式微加速度传感器研究(英文)

为了提高电热激励/压阻拾振谐振式微加速度传感器的品质因数和消除交叉灵敏度,提出一种基于三梁结构的新设计.依据有限元模拟得到的固有振型来选择三梁结构参数,以减少能量耗散,提高品质因数.分析本设计消除交叉灵敏度的机制和独特的三梁结构的激振方式并对其进行有限元模拟.模拟结果证实这种谐振式微加速度传感器的灵敏度高于1000Hz/g.

全自动电热蒸汽发生器结构及电气控制原理

针对油田钻井、修井作业用蒸汽的特殊需要 ,研制了一种适应于快速启动的间歇操作水蒸汽发生器 ,可用于钻杆螺纹的油污清洗及油管的清腊、扫线作业等。具有体积小、自动化程度高和运行可靠等特点 ,可按随用随开、不用即停的方式操作。与井队原有的锅炉相比 。

Bimorph结构微热执行器的节点分析方法

MEMS系统设计的节点分析法已成功应用于机电耦合器件的仿真,且已表明是一种简单实用的方法。本文在已有静态模型的基础上,通过对传热行为的分解以及引入等效质量,建立了Bimorph结构热执行器的动态节点模型。同时选取在电子行业得到普遍应用的电路仿真软件SPICE作为模型仿真平台,并将建立的节点分析模型应用于电路仿真平台。此模型数值实验证明,此方法和有限元分析软件ANSYS的仿真结果吻合较好,而且计算效率高,可在实际器件设计中作为参考。

电热爆炸喷涂3Cr13涂层的微观结构和微观力学性能

采用电热爆炸定向喷涂技术,在45钢表面制备了3Cr13(AISI420)不锈钢涂层。用扫描电镜、EDAX和X衍射仪分析了涂层的微观结构;用显微硬度计和纳米压痕仪测试了涂层的微观力学性能。结果表明:电热爆炸喷涂3Cr13涂层致密,孔隙率为0.7%;涂层的相组成主要为αFe、FeCr、αFe2O3、Cr2O3等,其中氧化物的含量较少;在涂层与基体的过渡区附近元素的互扩散现象较明显,证明涂层与基体主要是冶金结合。涂层的显微硬度最高达到了677.7HV0.1,平均值为626.4HV0.1,纳米压痕硬度达到了10.3GPa,弹性模量为220.3GPa。

储水式电热水器缓冲包装结构设计

以某品牌的储水式电热水器为研究对象,对其进行了流通环境分析。结合传统的缓冲包装设计方法与衬垫结构制作的可实现性,设计出了以聚苯乙烯泡沫材料为基材的缓冲衬垫结构,并借助SolidWorks软件进行了三维建模,较好地实现了电热水器缓冲衬垫结构设计。