拉曼方法同时测量单根碳纤维热物性和对流传热系数

主要完善并利用新近提出的激光拉曼测试方法,在333.15K环境温度下测量了单根碳纤维的热导率(不考虑接触热阻),并与直流通电法测量结果进行比较,两者符合较好,验证了新提出的激光拉曼测量方法的可行性。同时激光拉曼方法还测量得到了接触热阻、碳纤维的激光吸收率及与空气的对流传热系数,并处理得到考虑接触热阻后修正的碳纤维真实热导率。

测量单根纤维热导率的新方法

本文在"T"型加热法的基础上,提出了一种能同时测量单根纤维真实热导率和热扩散率的实验方法。通过在"T"型加热法的热线中通入不同频率的交流电,可以改变被测纤维热渗透厚度,将热线与纤维节点的接触热阻和纤维的真实热阻分离,进而得到纤维的真实热导率和热扩散率。

用变长度“T”形法测量单根纤维热导率

为了解决"T"形法中的接触热阻问题,本文在不改变纤维与热线之间的接触节点的前提下,通过测量同一根纤维不同长度对应的表观热阻,同时得到了纤维热导率以及节点的接触热阻。用变长度"T"形法测量得到Pt丝以及两根沥青基碳纤维的热导率分别为73,480和500 W m^(-1)K^(-1)。

用改良3ω方法测量聚合物的热导率

本文设计了用于测量高分子聚合物热导率的改良3ω方法。采用热压的方法将作为加热源和温度传感器的白金(Pt)丝压入待测材料中,利用基于LabVIEW设计的虚拟数字锁相放大技术采集热线两端的3ω电压信号。分析了系统中直流变阻箱感抗对测量结果的影响,在此基础上设计了不加变阻箱的测试系统,简化系统的同时提高了系统在高频下的适用性。最后,利用改进前后的系统在室温下测量了五种高分子聚合物的热导率,测试结果与参考文献值吻合较好,验证了两套系统的可行性。

热电器件综合性能表征系统及实验研究

基于直流瞬态Harman法测量热电器件优值系数原理,搭建热电器件综合性能表征实验系统,实现同时测量热电器件无量纲优值系数(ZT值)、Seebeck系数、电导率以及热导率,并通过Labview编程完成对实验系统的控制、数据采集、实时显示和处理。制作并改进具有夹层结构的热电器件,对此开展了性能测试评估。实验结果表明,室温下夹层结构热电器件ZT值小于常规Bi_2Te_3器件,但Seebeck系数比常规器件大;夹层结构器件电导率和热导率均大于常规器件值。

微细管碳纳米管悬浮液强制对流换热实验研究

测量了水平微细圆管内蒸馏水和不同质量浓度的水基多壁碳纳米管纳米流体在低雷诺数下的强制对流换热特性。实验结果表明,与蒸馏水相比,纳米流体的对流换热系数显著提高,且随质量浓度和管内雷诺数的增大而增大;并且研究了流体管内流动阻力特性,得到的泊肃叶数f·Re值随着雷诺数的变化不明显,但纳米流体的f·Re值要明显小于纯水。

交叉圆柱节点接触热阻的理论和实验研究

本文基于弹性变形模型计算了准稳态"T"形法中热线与待测线间接触面的几何尺寸。在椭球坐标系下,建立了交叉圆柱间接触热阻的理论计算模型。利用准稳态实验系统,在100～300K温度范围内测量了交叉圆柱间干节点的接触热阻。结果表明,如果考虑热线弯曲变形的影响,理论预测得到的接触热阻与实验值吻合较好,且均随温度升高而减小。

纳米尺度点接触的实验研究

由交叉微米线构成了T形结构,并测量了Pt-Pt和Pt-Au节点的接触热阻和接触电阻。分析表明,增大接触点长度与宽度的比值,线接触模型和椭圆接触模型计算得到的接触热阻的差别逐渐减小,当比值超过20时,椭圆接触模型不再适用。测量得到的接触热阻随温度变化不明显,而接触电阻随温度升高而增大。由于存在表面绝缘层,接触热阻将远大于Wiedemann-Franz定律的预测值。考虑Kundsen数的影响以后,由接触电阻计算得到的金属接触点尺寸近似与温度无关。