基于比等效热阻法的片状填料填充聚合物复合材料的导热性的预测

基于比等效热阻法建立了简化了的片状填料填充聚合物基复合材料的导热模型并推导出了相应的等效导热系数公式。以云母片填充聚乳酸为例,应用有限元软件ANSYS建立了云母体积分数在11%下的聚乳酸/云母复合材料的三维稳态热传导单元模型,并模拟了热流沿云母片厚度方向和径向传递的过程。结果表明,当热流沿云母片轴向方向上流动时,经ANSYS模拟求得的复合材料的等效导热系数和文中推导的公式的所给出的预测值更为接近;当热流沿云母片的径向流动时,随着云母体积分数的增加,复合材料的等效导热系数的预测值呈指数性增长,并且高于ANSYS的计算结果。有限元结果和本文的公式均表明,片状填料填充聚合物复合材料的等效导热系数可分解为是沿热流不同正方向上的贡献,更长的等效导热路径使片状颗粒在填充聚合物后能提供更为出色的导热性能。

海底电缆载流量计算方法的研究与选择

针对工程中海底电缆载流量计算准确性和方法选择问题,以工程中采用的交流三芯电缆为研究对象,分别用等效热阻法和有限元法进行直埋敷设情况下电缆载流量的计算,并分析直埋敷设时回路数变化对载流量的影响。分析结果表明,单回路敷设时等效热阻法快速简便且计算结果与有限元法相近,推荐采用等效热阻法计算;多回路敷设时等效热阻法误差较大,推荐采用有限元模型计算。

500kV充油海底电缆导体温度分布式光纤传感监测及应用

依据海南联网系统500 kV海底电缆捆绑特殊海底光缆的实际情况,通过分布式光纤传感技术结合经有限元仿真模型优化的IEC60287热路模型的方法可以监测海底电缆内部的温度分布。在实验室中搭建岸上模拟实验平台,利用中压电缆捆绑光纤的结构进行捆绑电缆岸上模拟实验。同时,将经验证的温度监测方法应用于海南联网系统500 kV海底电缆,以C相空气段为例监测捆绑电缆光单元的温度。采用有限元仿真计算电缆表面的温度,根据电缆表面的温度基于热路模型推导出对应的导体温度,得到电缆导体在实际运行过程中的温度变化。岸上模拟实验测量的导体温度与数值计算得到导体温度的误差低于1.77%,验证了海底电缆导体温度监测方法的准确性。

空心微球结构泡沫金有效热导率的数学模型以及低温数值模拟

通过等效热阻法求得了空心微球型二维结构的有效热导率与半径、壁厚以及交错角的关系。发现有效热导率只与交错角以及壁厚与半径的比值t有关。采用Abaqus商用有限元软件建立了三维随机堆积的空心微球模型和球壳表面带孔的几何模型,计算得到在12~25K、不同t(0.016~0.022)下的三维结构泡沫金的有效热导率为1.36~1.43W/m·K;比较不同流相下泡沫金的有效热导率,发现流相的热导率对计算结果有较大影响;发现在真空中,球壳表面孔对其有效热导率的影响很小,不同孔径下有效热导率的平均绝对误差为0.021。

冷屋面在建筑节能中的应用

国内外对冷屋面用反射型隔热涂料节能效果的评价方法,有涂层稳态表面温度、等效热阻以及建筑能耗模拟分析等。其中,等效热阻法在建筑节能设计中应用简便、易操作。从理论和上海静安科技馆40 mm PU屋面的应用实例证实,热反射隔热屋面节能效果显著。

水基伪装泡沫传热性能研究

水基伪装泡沫具有良好的热红外伪装性能。针对其孔径均匀且多闭孔的结构特点,构建了水基伪装泡沫的单元结构模型,在此基础上,利用等效热阻法建立了传热模型;通过实验制备的水基伪装泡沫样品,验证了该传热模型的合理性;理论分析了发泡倍率和结构因子对水基伪装泡沫有效导热系数的影响,并对发泡机具结构和发泡液配制提出了改进建议。基于等效热阻法的传热模型为研究水基伪装泡沫传热性能、内部结构和制备工艺之间的联系提供了理论基础,对后者的优化具有指导意义。