活性炭/膨胀石墨固化混合吸附剂导热和渗透性能测试

为了提高活性炭吸附剂的传热性能,同时不影响其传质特性,选择6种不同粒径的活性炭吸附剂,并按5种比例制备了活性炭/膨胀石墨固化混合吸附剂,采用稳态法,对样品进行了导热系数、渗透率的性能测试.研究表明：在600 kg/m3的密度下,不同粒径活性炭吸附剂导热系数基本维持在0.36 W/(m·K)的恒定值,渗透率随着粒径的增大而增大;活性炭/膨胀石墨固化混合吸附剂的导热系数最高可达2.61 W/(m·K);随着活性炭比例的升高,导热系数逐渐减小,渗透率逐渐增大;当活性炭比例达到最大的71.4 %(2.5∶1.0)时,导热系数为2.08 W/(m·K)、渗透率为51.6 μm2,相比颗粒状活性炭,其导热系数提高了5.6倍.     

液态UF树脂/木质单元复合板坯的常温导热系数

为了研究人造板板坯的导热性能,采用准稳态平板法,测试了木材纤维和稻草刨花两种板坯在载胶状态下(UF树脂施加量为10%,以绝干纤维或刨花为基础)的导热系数,研究了试验板坯目标密度(0.6、0.7、0.8和0.9 g/cm3)和含水率(木材纤维:10%、15%、20%、25%和30%;稻草碎料:10%、15%和20%)对板坯导热系数的影响。结果表明:在试验目标密度和含水率条件下,木材纤维板和稻草刨花板板坯的导热系数分别为0.231 5～0.523 6 W/(m.K)和0.260 4～0.344 6 W/(m.K);板坯导热系数随密度增大和含水率提高而递增,含水率对木材纤维板板坯导热性能的影响比对稻草板板坯的显著;在板坯含水率低于20%时,稻草板板坯的导热性能普遍优于木材纤维板板坯。     

水刺绑定羽绒网的结构参数与导热性关系

对不同分频值下水刺绑定羽绒网的厚度、面密度、热流量和导热系数作了测量,并对其相互关系作了讨论.实验结果表明:水刺绑定的羽绒网是一种极为轻质的隔热材料,其在轻负荷下厚度为O.208 6～0.321 8咖,面密度为13.4～20.6g/m~2;导热系数为O.026 4～0.032 8W/(m·℃),与静止空气的导热性相近.依据实验数据,该羽绒网的导热系数呈非常数,与厚度和面密度均呈负线性相关关系,相关系数均在0.9以上,这说明仍可寻找该材料更为理想的低导热系数的结构参数.     

碳纤维骨架石墨烯导电导热薄膜的制备及表征

在对碳纤维进行除浆和预氧化的基础上,将其与中间相沥青甲苯溶液混合,通过抽滤法制备碳纤维薄膜骨架,二次抽滤氧化石墨烯填充到碳骨架之间,经热处理后制得具有三维网络结构的自支撑G-CF-MP复合薄膜.探索和分析了不同碳化和石墨化温度对薄膜材料形貌、导电性以及导热性能的影响.通过结构表征发现,碳纤维之间相互搭建构成高机械性能的碳骨架,碳纤维表面以及纤维之间的空隙被石墨烯均匀地包覆和填充,中间相沥青在达到软化点后呈现出流动性和黏性,充分润湿碳纤维与石墨烯之间的间隙,3种碳材料协同作用,从而获得了高机械强度以及高导电性的G-CF-MP复合薄膜材料.导电性测试发现,石墨化处理可以有效提高材料的导电性,G-CF-MP复合薄膜在经过900℃碳化后的方阻为2.853Ω/sq,经过石墨化处理后的方阻降低为0.229Ω/sq.经过导热性能测试,G-CF-MP(900℃)的热导率为475.2 W/(m·K),G-CF-MP(2 300℃)的热导率为532.8 W/(m·K).     

地埋管管群换热器温度场影响因素的模拟研究

目的研究不同影响因素下地埋管管群换热后土壤温度场的变化,为实际工程地埋管设计提供理论依据.方法通过Gambit建立地埋管管群模型,在Fluent中设置不同的参数,模拟地源热泵运行一年土壤温度变化情况.结果回填材料的导热系数分别为1.6 W/(m·K)、2.0 W/(m·K)、2.4 W/(m·K)时,一年后土壤温度的加权平值分别为15.114℃、15.137℃、15.134℃;顺排和叉排排列方式下,一年后土壤温度加权平均值分别为15.13℃和15.12℃;渗流速度分别为1.0×10-6m/s、2.0×10-6m/s、3.0×10-6m/s时,一年后土壤温度的加权平均值分别为15.900℃、15.988℃、15.993℃;孔隙率分别为0.232、0.332、0.432时,一年后土壤温度的加权平均值分别为15.017℃、15.027℃、15.08℃.结论回填材料的导热系数不宜大于土壤的导热系数,叉排方式下的换热效果优于顺排,地下水渗流速度越大,越利于土壤温度的恢复,孔隙率较大时,土壤温度变化波动较小.     

引气型玻化微珠粉煤灰保温混凝土抗压强度和导热系数试验研究

以玻化微珠和粉煤灰为变量,测试引气型保温混凝土的力学性能和热工性能.试验结果表明:引气型玻化微珠粉煤灰保温混凝土抗压强度数值区间为13.9～35.4MPa,导热系数数值区间为0.371～0.432W/(m·K);抗压强度与导热系数呈现相同的变化规律;随玻化微珠和粉煤灰掺量的递增,混凝土抗压强度与导热系数呈现先增大后降低的变化规律;当玻化微珠掺量为20%和粉煤灰掺量为10%时,保温混凝土抗压强度为35.4 MPa,导热系数为0.432 W/(m·K),同时满足承重与保温一体化的双向性能要求.     

新型铜颗粒填充的液态金属热界面材料导热性能实验研究

为强化界面传热,研制了一种以铜颗粒为填充材料、Ga62.5In21.5Sn16液态金属为基体的新型复合热界面材料,并对其导热性能进行了测试。首先将所制备的热界面材料放置在两片铜片之间,制备3层结构试样,然后利用激光导热仪测量所制备试样的导热性能,并计算相应试样的接触热阻。实验结果表明:铜颗粒填充型液态金属可以大大提高氧化后液态金属作为热界面材料的性能,利用铜粉质量分数分别为5%和10%的液态金属所制备的试样,导热系数和接触热阻分别为(200.33±15.66)、(233.08±18.07)W/(m·K)和(7.955±0.627)、(5.621±0.437)mm2·K/W,较利用氧化后液态金属所制备试样的导热系数分别约提高了68%和96%,接触热阻分别约降低了57%和70%,并可以有效降低液态金属的流动性,从而减少液态金属在使用过程中溢出现象的发生。     

快速高效地板辐射供暖特性影响因素的数值模拟

数值计算了夏热冬冷地区不同的结构层厚度、地暖管导热性能以及超导模块特性对快速高效地板辐射供暖特性的影响。结果表明:当地暖进水温度为318 K、室内初始温度为279 K、开启地暖10 min后,结构层厚度从0 mm增加到15 mm时,室内温度最高相差13. 2 K;地暖管导热系数从0. 4 W·m~(-1)·K~(-1)增加到3. 6 W·m~(-1)·K~(-1)时,室内温度最多相差6. 4 K;比较是否铺设导热模块两种情况,相同供暖时间下,最大相差13 K。为了综合评价快速供暖的影响,提出室内温度不均匀系数,并发现当结构层厚度δ5 mm、地暖管导热系数λ1. 2 W·m~(-1)·K~(-1)、有超导模块工况下,室内平均温度在289. 6～296. 5 K之间,温度不均匀系数在3. 77×10~(-3)～5. 89×10~(-3)之间,有较好的室内温度舒适性和均匀性,可以满足快速供暖需求。     

聚酰亚胺不对称多孔膜的制备及表征

采用非溶剂诱导相转化法制备具有低导热系数的聚酰亚胺(PI)不对称多孔膜,考察成膜温度、涂膜厚度对聚酰亚胺多孔膜形貌和结构的调控作用及对各项性能的影响。采用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、热机械分析仪(TMA)、热重分析仪(TGA)、扫描电子显微镜(SEM)等对制备的聚酰亚胺多孔膜的热稳定性、孔结构与形貌等进行表征。结果表明:采用非溶剂诱导相转化法制备的聚酰亚胺多孔膜为不对称膜,且具有较低的导热系数;随着成膜温度的升高,薄膜的孔结构由指状孔逐渐变为海绵状孔,薄膜孔隙率由84.5%下降至72.5%,材料的导热系数由0.041 7 W/(m·K)降低至0.036 3 W/(m·K)后又升高;随着涂膜厚度的增大,指状孔与海绵状孔的孔径都增大,由于海绵状孔的数量增加,导致薄膜孔隙率下降,导热系数呈先降低后增大的趋势;孔隙率为86.6%时,导热系数低至0.032 6 W/(m·K)。     

兰州市区某办公楼地源热泵热响应试验

浅层地热能是地热资源的重要组成部分,开发浅层地热能必须以地质勘查评价为基础,需要掌握岩土体初始温度、导热系数等热物性参数,热响应试验是获取这些参数的基本方法。在兰州市区某场地进行了2个钻孔的地层初始温度、两种功率(4 kW、8 kW)恒热量加热、加热恒温度和制冷恒温度五种工况下的现场试验。实验获得研究区地层的初始温度为14.94℃,导热系数为2.7 W/(m·K),单孔每延米排热量、吸热量分别为63.07、26.14 W/m,并据此评价了研究区的浅层地热能资源。     

NaX沸石复合吸附剂的性能与应用

为增强固体吸附床的有效传热,提出一种以NaX沸石为主要成分的固化复合吸附剂,对其吸附性能和导热性能进行了实验研究,该复合吸附剂的吸附性能优于沸石颗粒,其最大吸附量接近于沸石原粉,吸附平衡时其导热系数约为0．23W/(m.K),试验表明,吸附剂的真实导热系数受吸附量的影响很大,而其有效导热系数除了受真实导热系数的影响外,还与吸附量的变化]率有关,对复合吸附剂在余制冷及太阳能制冷中的应用进行了探讨,提出了一种用于余热制冷的新型吸附床结构,并分析了一种结构简单的单体或太阳能制冷管。     

复合助剂改性泡沫石膏的保温性能研究

以探索制备防火、耐水、保温、便于现场拌制且易于连续铺贴的外墙保温材料为目的,采用石膏为基材,以差皂粉、水泥、引气剂和铝粉膏为复合助剂组分,以导热系数为指标,采用L9(34)正交试验方法,研究了复合助剂对泡沫石膏保温性能的影响。结果表明:复合助剂能有效地降低石膏的导热系数,提高其保温性能,在选定的因素水平范围内,复合助剂改性泡沫石膏的导热系数分布在0.088~0.129 W/(K·m),保温性能良好;当复合助剂的组成为水泥掺量30%,差皂粉掺量0.35%,引气剂掺量50%,铝粉膏掺量1/1 300时,泡沫石膏的导热系数仅为0.088 W/(K·m),保温性能最好。     

多通道液氦低温传输管线的设计及漏热量模拟

基于多通道液氦低温传输管线的结构设计与理论建模,分析了不同温区下真空多层绝热材料层数、层密度对热流密度和表观导热系数的影响.模拟了同轴液氦低温传输管线直管段和弯管段的温度场和漏热量分布.对比了不带辐射屏和带辐射屏的液氦低温传输管线漏热量.结果表明:在4.5～293.0 K,选取层数50层、层密度为25层/cm多层绝热材料,表观导热系数为0.119 mW/(m·K);在4.5～77.0 K,选取层数50层、层密度为30层/cm多层绝热材料,表观导热系数为0.028 mW/(m·K);当不带辐射屏时,单个双棱支撑漏热量为0.207 W,直管段和弯管段多层绝热材料漏热量分别为0.471和0.460 W/m.对比不带辐射屏和带辐射屏的液氦低温传输管线,漏热量分别为0.581和0.029 W/m,带液氮辐射屏的液氦低温传输管线漏热量减少了95%.     

基于快速热响应相变材料的电子器件散热技术

以石蜡为相变材料,利用膨胀石墨的高导热系数和多孔吸附特性,制备出高导热系数的快速热响应复合相变材料,其导热系数可达4.676 W/(m.K).将该材料应用于电子器件散热装置,在不同的发热功率条件下,储热材料散热实验系统的表观传热系数是传统散热系统的1.36～2.98倍,其散热效果明显优于传统散热系统,可有效提高电子元器件抗高负荷热冲击的能力,保证电子电器设备运行的可靠性和稳定性.     

TiC含量对AlN-TiC复相材料导热性能的影响

采用热压烧结工艺制备了AlN-TiC复相材料。通过激光导热仪,研究了TiC含量对材料导热性能的影响。结果表明:随着TiC的质量分数的增加,复相材料的热导率逐渐下降,当TiC的质量分数增至50t%时,热导率由102.9 W/(m.K)下降到46.6 W/(m.K),并对A1N-TiC的相组成和显微结构进行了观察分析。     

汽车照明用LED散热的特性研究

LED作为第四代照明光源应用于汽车照明已经是一种必然的趋势。针对汽车照明用LED散热问题,提出了一种以铜粉烧结块为吸液芯的铜-水复合冷凝段重力式热管(HP)散热系统,并且实验研究了冷凝侧对流换热系数、LED粘结材料导热系数以及热管充液率对芯片结温的影响。结果表明:1)对流换热系数与芯片结温呈负相关,并且在对流换热系数增加到50~70 W/m~2K之间时,芯片结温下降趋于平稳;2)LED粘结材料的导热系数越大(≥100 W/m·K),越有利于降低芯片结温;3)加热功率偏小(≤3 W)时,充液率为50%时最利于降低芯片结温,加热功率偏大(≥5 W)时,充液率为60%最为合适。     

深水气井测试条件下井筒水合物生成及浅层水合物分解的环空保护液导热系数

针对南海海域可能钻遇浅层水合物,且在深水井测试过程中井筒生成天然气水合物造成井筒堵塞的难题,从环空保护液的角度出发,以南海某深水气井为例,采用数值模拟方法,研究深水气井测试时不同产量下不同环空保护液导热系数对井筒生成水合物和浅层水合物分解的影响。结果表明：环空保护液导热系数越低,井筒生成水合物的临界测试产量越低,当环空保护液导热系数低至0.10 W/(m·℃)时,可满足产量5×10⁴ m³/d,井筒内不生成水合物;随着环空保护液导热系数降低,井筒外缘温度随之降低,浅层水合物越不容易发生分解;现场测试产量下的井口温度与模拟结果误差均小于5%,验证了计算模型的可行性。     

传统摩擦材料引入导热层对接触面温度的影响

在传统摩擦材料中引入导热层,在保证制动效果的前提下,既降低了材料的摩擦热,又提高了材料的性能。采用MPX-2000型磨损试验机和有限元模拟考察双层摩擦材料不同导热层厚度(1.5、3.0、4.5、6.0和7.5 mm)与不同导热系数(2、4、6、8和10 W/(m·K))对表面最高温度的影响,利用扫描电子显微镜(SEM)对摩擦材料的磨损表面形貌进行分析。结果表明:引入导热层后,摩擦表面最高温度(18℃)和磨损率(29.6%)均降低。同时研究发现,增加导热层厚度摩擦材料的接触面温度降低,导热层厚度越大,导热系数影响的效果越明显。     

多年冻土区埋地输气管道导热系数实验研究

埋设于多年冻土区的输气管道的导热系数作为影响管道安全及周围多年冻土稳定性的因素之一,对于埋地管道及其周围多年冻土之间的热量交换过程有着重要影响。基于以上因素考虑,现场取回所需管道试样,结合室内热工实验,采用基于傅里叶导热定律的稳态测量方法并设计一种用来测量管道试样导热系数的新型导热性能实验测量装置。实验测定试样的导热系数为0.812W/m K,与理论计算的经验公式相对误差为2.1%,实验结果准确可靠,具有很好的稳定性和重复性。     

太阳辐射对高温热管接收器传热的影响

为了研究高温热管太阳能接收器的传热性能,研究了其基本传热元件--高温热管在相应工作条件下的导热性能.基于高温热管半周向加热条件下传热特性试验的结论,研究了高温热管接收器工作时太阳辐射与热管温差的对应关系,从而得出太阳直射辐射与高温热管当量导热系数的关系.研究结果表明:太阳辐射强度对高温热管的当量导热系数具有重要影响,随着太阳辐射的增强,高温热管当量导热系数不断增大,当太阳辐照度1000W/m2时,当量导热系数达11400W/(m·K).表明高温热管太阳能接收器在工作环境中,太阳辐射越强,传热性能越好.