多孔介质蒸发制冷及传热传质性能的研究

本文论述了多孔窗自由蒸发制冷的基本原理与工作过程,建立了描述多孔填料床中物理量场关系的一维稳态数学模型.文中根据数值计算结果,预测了多孔窗的制冷与工作性能,得到了合理的设计尺寸,讨论了多孔窗空调在中国的应用前景.     

竖置多孔填料床内热湿迁移特性研究

通过对气相达西阻力的定义,提出了更准确、更完善地反映多孔介质内部热质传递现象的“三态-六场”模型,并以此模型对竖置多孔填料床内的热质交换过程进行了数值模拟,分析了典型工况下填料床内部各物理量场的变化规律.计算及分析结果一方面表明了模型的可行性,另一方面也表明竖直多孔窗比水平多孔窗具有更好的蒸发制冷效果.     

水平多孔窗内蒸发现象与制冷效应的二维数值模拟

从连续介质力学的观点出发,建立了描述非饱和多孔介质内部热质传递现象的二维稳态模型.并用此模型对水平多孔窗的传热传质过程进行了数值模拟,得到了不同运行工况下的床内各量的场分布及其蒸发制冷量分布,从而揭示了环境参数与多孔窗内部热质传递及其换热性能之间的内在联系.     

烧结金属纤维多孔材料的高温吸声性能

以烧结金属纤维多孔材料为研究对象,对其在不同温度（20～500℃）和温度梯度（-2．4℃／mm,＋4．05℃／mm）作用下的吸声性能进行了理论计算和分析．应用双传声器传递函数法原理,设计并搭建了多孔金属材料高温吸声性能实验的测试装置,对材料在不同温度点下的吸声性能进行了实验测试,初步验证了理论计算的正确性．研究表明,采用参考温度法能够较好地计算温度较低时的材料吸声性能,温度的变化对多孔金属材料表面声阻抗率具有显著影响．当存在温度梯度场作用时,应重视温度梯度对多孔金属材料总体吸声性能的影响,在一定条件下,负温度梯度可以提高材料的吸声性能,而正温度梯度可使材料吸声性能趋于降低．     

Al2O3多孔陶瓷制备工艺研究

研究了氧化铝多孔陶瓷的制备工艺，探讨了工艺参数对多孔陶瓷性能的影响，研究结果表明，氧化铝骨料粒度、粘结剂及外加剂含量对多孔陶瓷的孔隙率和强度有较大的影响，烧结工艺是影响高性能多孔陶瓷的重要因素。     

多孔锌合金孔隙率及通孔率的测定方法研究

多孔体中所有孔隙的体积与总体积之比称之为孔隙率。要测定孔隙率必须要知道所有孔隙的体积,即开孔孔隙率和闭孔孔隙率。通过测定开孔孔隙率,计算闭孔孔隙率,进而可以求得多孔体的孔隙率。通孔率表征了材料对液态介质的流通特性。研究多孔锌合金的孔隙率和通孔率,可以为多孔锌合金的性能评价提供依据,进而改进多孔锌合金的研制方法。     

高声压激励下多孔金属材料的吸声性能数值计算

在Wilson数值方法的基础上,推导得到了多孔材料的声导纳率方程;采用标准四阶龙格库塔算法,构造了一种高声压激励下的多孔金属材料吸声性能数值计算方法.算例表明:该方法能够克服Wilson方法中计算网格长度需按照指数分布来划分的不足,采用较少的计算网格数同样能够较好地对多孔金属材料的吸声性能进行计算.研究还表明,入射波声压级的高低对多孔金属材料吸声性能有一定的影响,在无空气层的情况下,声压级对材料归一化表面声阻率的影响较大,对归一化表面声抗率的影响相对较小,而在有空气层时,高声强非线性对声抗率的影响渐趋显著.     

海藻酸钙／多孔硅复合材料对水中铜离子的吸附性能研究

对比研究了海藻酸钙／多孔硅复合材料和纯多孔硅对铜离子的吸附作用,考察了溶液初始pH、温度、吸附剂加入量和吸附时间等因素对海藻酸钙／多孔硅复合材料吸附铜离子的影响。结果表明：海藻酸钙／多孔硅复合材料在相同铜离子浓度下的吸附性能优于纯多孔硅,其吸附速率也明显大于纯多孔硅。利用SEM、FTIR、BET等方法分别测定了改性前后多孔硅材料的形貌和物理化学性质。利用Langmuir等温吸附式计算出海藻酸钙／多孔硅复合材料在60℃下和pH为5．0时的铜离子最大吸附量为49．02mg／g。     

用于RF无源器件的氧化多孔硅隔离层技术

为了提高片上射频(RF)无源器件的性能,可以利用氧化多孔硅厚膜隔离硅衬底来降低硅衬底的高频损耗.通过采用Serenade SV建模对共面波导传输性能的分析,计算了不同厚度的氧化多孔硅隔离层硅衬底的损耗.结果表明氧化多孔硅(OPS)隔离层能够极大地降低硅衬底在高频条件下的损耗.实验制备过程中采用电化学阳极氧化法在n+衬底上制备了多孔硅厚膜,继而将孔隙度大于56%的多孔硅样品利用两步氧化法氧化为氧化多孔硅厚膜,有效地解决制备过程中的隆起失效和崩裂失效问题.测量了多孔硅的生长速率和氧化多孔硅的表面形貌.制作了一个氧化多孔硅隔离层上的5 nH的Cu平面电感,在2.4 GHz时电感的品质因数(Q值)超过了6.     

相连续非饱和多孔介质中水分迁移机理的探讨

本文针对一个连续的相结构模式,分析了非饱和多孔介质中液、气两相的流动问题和水分的迁移机理,并对具有单自由蒸发表面的多孔体结构建立了一个简单易行的数学模型;提出了相应的数值计算方法.本文模型可用于预计自由蒸发制冷及热泵-土壤床埋管问题中水分的蒸发速率,并由此估算热量的抽取率.     

包含多孔媒质的柱状复合结构中轴对称声导波

利用Ｂｉｏｔ多孔媒质声学理论及多孔媒质界面边界条件，导出了包含多孔媒质的柱状复合结构中轴对称声导波的广义色散方程，考察了流体和多孔媒质界面状况及多孔媒质中慢纵波对轴对称声导波色散特性的影响．数值计算了包含多孔媒质的柱状复合结构中低阶轴对称声导波模式相速度与多孔媒质层的孔隙度和厚度之间的关系     

多孔介质粘土颗粒群的粒径分布分形维

多孔介质粘土颗粒的粒径分布分形维数值能较好地反映粘土颗粒的尺度分布和空间填充性能，可用于表征土壤的保水、填充等性能．文中以华南地区部分粘土作为多孔介质研究对象，通过建立适于采用数字显微系统的多孔介质颗粒群粒径分布分形维数值的测定模型，提出了一种计算多孔介质颗粒群粒径分布分形维数的新方法．结果表明，采用该法测定的粘土颗粒群粒径分布分形维介于2．2708～2．9483之间，与采用其他方法测定的结果吻合，说明模型和方法具有较好的准确性和实用性，为土壤质地评价，颗粒填充、流变性能研究等提供了一种新的方法和评价指标．     

高性能聚氨酯多孔支撑膜的研制

采用溶液相转换法制备聚氨酯（PU）多孔支撑膜，通过改变聚氨酯制膜液中聚氨酯含量、添加剂颗粒大小及含量、溶剂的组成、凝固浴的组成，研究了PU多孔支撑膜的制备条件与多孔支撑膜性能的关系。研究结果表明，制膜液中聚氨酯和添加剂含量对膜性能影响较大；使用混合溶剂可有效改善膜的孔结构，提高支撑膜的性能；控制凝胶浴中溶剂含量，可进一步提高聚氨酯支撑膜的性能稳定性。     

多孔硅的形成机制及吸收特性

用测量多孔硅反射谱的方法研究了多孔硅在吸收边附近的特性。由于多孔硅的微空洞和残余部分大约只有纳米量级，故采用波长为２００～２６００ｎｍ的红外到紫外范围的光照射，根据多层膜的反射公式，计算出多孔硅在吸收边附近的吸收系数。结果表明（αｈω）２与（ｈω－Ｅｇ）呈线性关系，表明多孔硅在一定程度上已转变为直接带隙半导体。     

交联剂对多孔水凝胶形态结构的影响

多孔水凝胶是一类具有多孔结构的水凝胶，通常具有较好的吸附性能和溶胀性能。本工作将淀粉与丙烯酰胺进行自由基接枝聚合，并采用溶剂交换的方法得到多孔水凝胶。分别选用聚乙二醇二甲基丙烯酸酯和戊二醛为交联剂，制得淀粉一聚丙烯酰胺多孔水凝胶，考察了交联剂对多孔水凝胶形态结构的影响。结果表明，使用两种交联剂均能得到多孔结构的水凝胶，而以戊二醛为交联剂时更易于形成具有均匀孔结构的多孔水凝胶。     

对多孔材料夹层板的隔声性能进行试验及仿真分析

为了提高夹层板的隔声性能,对多孔材料夹层板的隔声性能进行仿真分析。首先对空腔双层板的隔声性能进行研究,利用有限元软件COMSOL进行仿真计算得到空腔双层板的隔声曲线,并通过阻抗管的试验数据来验证仿真结果的准确性,在此基础上研究空腔填满多孔材料的双层板的隔声性能。通过等效流体模型来模拟多孔吸声材料,研究入射角度、多孔材料流阻、多孔材料分布位置等因素对夹层板结构的隔声性能的影响。结果表明:填充多孔材料的夹层板的隔声性能在中高频段得到明显的提高,随着多孔材料流阻增加,夹层板的隔声效果得到加强。     

多孔管集水均匀性的理论分析

多孔管广泛用于给水排水设备的配水和集水系统中．作为集水使用时,集水均匀性是衡量集水性能的一个重要指标．本文通过建立集水管水流的微分方程,推导出压力水头线的无量纲公式,并给出了多孔管集水均匀度理论计算方法．     

用于墙体表面的多孔调湿材料实验研究

从节能角度出发，提出一种应用于建筑墙体表面的被动蒸发冷却方式，即将多孔调湿材料贴附于墙体外表面，这种材料兼具自动吸放湿性能和蒸发冷却性能．在分析这种新型建筑材料——多孔调湿材料的理论分析基础上，搭建了测试风道并进行了实验研究，得出了调湿材料的自动吸放湿能力及蒸发冷却性能曲线，证明多孔调湿材料对于建筑节能设计的有效性．     

微型热光电系统多孔介质燃烧器的数学模拟

针对微型热光电（TPV）系统多孔介质燃烧器进行了数学模拟，探讨了有关多孔介质的质量守恒方程、动量方程、能量方程、组分方程和状态方程等基本控制方程，由数值计算得到了多孔介质燃烧器壁面的温度分布，并与实验数据进行比较。     

多孔沥青路面抑制水雾安全性能评价

为了对多孔沥青路面在雨天提高能见度方面进行安全性能评价，采用MATLAB软件对能见度进行蒙特卡罗数值模拟，提出了不同路面结构的能见度计算模型.利用模型对比分析多孔沥青路面在抑制水雾方面的优越性，并在广西南宁绕城高速公路进行了实证，对能见度预估模型进行了评价.研究结果表明：多孔沥青路面比相同降雨强度下的密级配沥青路面能见度提高了1.9倍以上；车速越大，能见度提高比值越大；在降雨强度低于0.83 mm/min的天气情况下，实测多孔沥青路面能见度达到1 km以上，满足高速公路行车安全性要求；在强降雨地区实测能见度与数值模拟结果较为接近，模拟值要比实测值偏大，且车速越高偏差越小，模拟值越接近实测值.