光热转换纳米纤维膜制备与性能研究

光热转换纳米纤维膜在产业用纺织品等领域中应用广泛。文中利用静电纺丝技术制备聚偏氟乙烯(PVDF)纳米纤维膜,通过在纺丝液中掺杂硫化铋颗粒(Bi_(2)S_(3))和氧化石墨烯颗粒(GO)或纤维膜浸泡盐酸多巴胺的方式对PVDF纳米纤维膜进行改性,得到不同组分纳米纤维膜材料。从形貌、机械性能、热稳定性能、光热转换性能和耐腐蚀性能等方面进行评价,其中PDA-GO-Bi_(2)S_(3)-PVDF纳米纤维膜纤维形貌良好、直径分布均匀、力学性能优良,具有良好的光热转换性能,光热转换温度可达101℃,是未改性PVDF纳米纤维膜的两倍,同时具有良好的热稳定性和耐腐蚀性能。

有机润滑型防/除冰表面研究进展

有机润滑型表面是一种润滑层与基底相结合的新型表面,因其较低的黏附力在防/除冰领域受到了广泛关注。本文简述了有机润滑型表面的设计原则和防/除冰机理,分析了表面耐久性问题;主要介绍了不同类型有机润滑型防/除冰表面的功能及其优缺点;最后建议将多种防/除冰策略与有机润滑型表面结合来设计新型防/除冰表面,实现外部低温环境中的长期使用。针对新型有机润滑型表面及其在防/除冰领域的应用,如何延长其使用寿命并实现户外裸露表面的全天候防/除冰是未来发展的方向之一。

多主色LED照明光源的相关色温调控

通过建立光电热(PET)模型,研究了发光二极管(LED)光源相关色温(CCT)的模型预测控制方法,实现了多主色LED光源的相关色温控制。首先,提出了热平衡状态稳定假设和修正的非对称高斯函数作为基函数的假设;根据软模型建模思路,用最小二乘估计求解各个模型参量的回归子模型,分析光谱敏感系数曲线随CCT变化的关系。然后,通过重力线法调试出在3 000,4 500和6 500K下3个常用色温点处所需的电流控制量。最后,在调设好的电流控制量上加以一定的无规则扰动产生一组验证数据,用于评价模型精度。实验结果表明:建立的多主色LED光源的PET数学模型能够很好地通过电流控制量和环境温度来预测LED的热沉温度和多主色合成光谱功率分布函数,进而能够预测控制色温,具有很好的模型精度。得到的色度坐标预测精度优于±0.005,CCT预测精度优于±150K。提出的基于模型的控制方法不仅适用于常用LED光源的CCT调控,还可推广到更多通道的LED光源的色度及CCT控制中。

基于双向热阻模型的光电热一体化理论（英文）

通过双向热阻模型描述LED系统内部双向散热路径,进而构建光电热一体化模型。基于双向热阻模型参数,光电热一体化模型可高精度预测LED系统的结温以及光通量。实验验证结果表明,基于所提出的双向热阻模型的结温计算值和实验值的平均误差在5.3%之内,而采用传统的单向热阻模型的结温计算值和实验值的平均误差达到11.2%。基于双向热阻模型的光电热一体化理论,光通量的计算值与实验值的平均误差在6.3%之内。

三代碳硅烷光致变色液晶树状物的光化学研究——端基含108个4-丁氧基偶氮苯介晶基元

报道了新化合物含108个丁氧基偶氮基元端基的三代(D3)碳硅烷光致变色液晶树状物在各溶液中的反-顺光异构化(光致变色)反应速率常数kp,光化学回复异构化正/逆反应速率常数kt和kc,热回复异构化反应速率常数kH,光化学回复异构化反应平衡常数kt/kc,活化能E,异构化转换率及热回复异构化反应中的反-顺异构体组分比.D3的光致变色反应速率常数为10-1s-1,而含偶氮基元的光致变色液晶聚硅氧烷的光致变色反应速率常数为10-8s-1,因此,D3的光响应速度比后者快107倍.

基于光-电-热-寿命理论的LED寿命预测模型

LED的输出光通量、输入电功率、结温以及寿命之间互相影响、紧密联系。在设计、使用LED时需要综合考虑各个参数才能使LED工作在最佳状态。针对LED提出了光-电-热-寿命理论,该理论揭示了LED的输出光通量、输入电功率、结温以及寿命这4个参数之间的内在联系。使用该理论可以建立LED寿命预测模型,找到LED的输出光通量和寿命之间的关系式,根据该关系式可以预测LED的寿命,评估LED的可靠性。由此可以找到合适的LED工作点,兼顾LED输出光通量和LED寿命,实现LED在全生命周期内输出光通量最大,从而达到优化LED工作状态的目的。

一种简化变量的新型LED光电热模型

综合分析了新一代电光源LED的光-电-热理论和现有的相关模型,针对Hui等提出的模型,采用数学推导、仿真和实验相结合的方法,分析了LED封装模组在散热片温度恒定时,其正向电流和输入功率之间存在的一定线性关系。从电路驱动控制角度,进一步推导出一种简化变量的新型LED光电热模型。该模型的变量采用易于检测的LED散热片温度和易于控制的LED正向电流。通过两种典型LED封装模组的光学实验验证了所提模型的可行性。与Hui等的LED光电热模型相比,该模型具有简单、方便电路驱动控制的特点,可为LED照明系统的设计,建立优良光学特性的LED驱动电源控制策略和驱动电路调光控制技术提供理论依据。

高蒸发速率的耐盐织物基全天候可用光热-电热蒸发器

太阳能驱动水蒸发是利用太阳能进行海水脱盐和清洁水生产的实用方法,具有最低的碳排放.但该方法在弱光照的阴天或夜间蒸发速率较低.本文基于光热和电热加热的耦合效应,提出了一种可以根据光照条件调节表面温度和蒸发速率的织物基全天候可用光热-电热蒸发器(P/ET-SG).由于电热层与光热层均匀的热分布,该P/ET-SG在1 V电压和1个太阳光辐照下其表面温度及蒸发速率可达52℃和2.61 kg m^(-2) h^(-1).P/ET-SG所采用的单向流体结构设计使其在连续24小时的海水脱盐过程中具备极高的耐盐性,且能除去蒸发表面的盐颗粒.此外,在高浓度盐水和污水净化中,P/ET-SG展现了高的蒸发速率(2.58 kg m^(-2) h^(-1))和净化效率(>99.9%).本文为全天候可用的高效太阳能蒸发器的设计提供了新思路,并提供了高浓度盐水和污水高效净化的新策略.

基于光-电-热理论的LED热阻测量方法

热阻是反映发光二极管(LED)器件散热能力的综合参数。本文基于光-电-热(PET)理论,简化了热阻与光通量、电功率之间的关系,提出了一种利用LED光电特性测量其热阻的新方法。即利用光效随结温的变化率ke、热耗散系数kh、散热器的表面温度Ths和最大光通量对应的电功率P*d,计算得到LED热阻。对不同型号器件进行热阻测量,与标称热阻具有很好的一致性,证实了本文方法的可行性和通用性。该热阻测量方法简单,无需昂贵的热阻测量仪器,具有较强的工程应用价值。

碳化柚子皮基复合相变材料的制备及性能

低品位热能如太阳辐射热能是能源利用和转化中的重要组成部分,由于总量大且往往未被有效利用而散发到环境中造成浪费和能源利用效率低等问题。基于相变材料的光热转化储热成为利用太阳辐射能的重要方式之一,因此针对相变材料聚乙二醇易泄露的问题,关注于废弃生物质柚子皮,通过简单的碳化过程将其转化为骨架支撑和光吸收双功能材料,并进一步电沉积处理增强其吸光性能。真空浸渍聚乙二醇后得到无泄漏的形状稳定复合相变材料,具有高的负载量、高相变焓保留、优异的循环稳定性,100次循环质量损失最多仅为2.2%,光热转化储热效率达87.5%。基于废弃的柚子皮制得无泄漏的相变复合材料不仅成本低廉,制备操作简单,实现了废物利用,而且为进一步高效和综合利用低品位热能提供了新的选择。