金纳米薄膜面向导热系数的实验研究

基于电子束物理气相沉积法制备纳米薄膜的悬浮工艺，采用一维稳态恒热流加热法实验测量了80—300K厚度为23nm金薄膜的面向导热系数．研究表明金纳米薄膜的面向导热系数有非常显著的尺寸效应：金纳米薄膜的面向导热系数大大低于体材料的值，并且导热系数随温度的升高而增大，这一趋势与体材料导热系数的温度依赖性相反；同时，金纳米薄膜的Lorenz数大约为体材料值的3倍，并且随着温度的升高有减小的趋势，表明Wiedemann-Franz定律对于金纳米薄膜不再适用．     

四氢呋喃水合物热物性非原位测量方法研究

利用HotDisk热常数分析仪对THF水合物导热系数和热扩散系数进行了非原位测量。实验结果表明,温度在254.0~267.0 K时非原位测得的THF水合物导热系数为0.52~0.57 W.m-1.K-1,且随着温度的增加而线性增大,非原位测量的导热系数值与原位测量的导热系数值绝对值相差0.045~0.065 W.m-1.K-1,误差为8%~12%。当温度从267.0 K升高到277.0 K时,非原位测得的THF水合物的导热系数增加剧烈,表现出非线性关系。在254.0~267.0 K时,非原位测得的THF水合物的热扩散系为0.26~0.31 mm2.s-1,并随温度增加而减小。非原位测量的热扩散系数值与原位测量的热扩散系数绝对值相差0.028~0.068 mm2.s-1,误差为10%~22%。原位测量与非原位测量产生的误差,分析认为可能是样品的转移过程中,空气中的水蒸气在水合物表面凝结成冰所致。     

二甲醚饱和液相导热系数的实验研究

研制了高精度瞬态双热线法导热系数测量装置及数据采集系统,整个测量系统的不确定度小于±1%.用液相甲苯标定213~363 K温度区间的饱和液相导热系数,并与标准值进行了比较,测量的平均偏差为0.37%,最大偏差为0.73%.用此装置对245~385 K温度区间的二甲醚饱和液相导热系数进行了实验研究,利用测量得到的饱和液相导热系数数据,拟合了二甲醚饱和液相的导热系数方程,该方程的计算值与实验数据的平均偏差为0.32%,最大偏差为0.85%,为二甲醚作为替代制冷剂和替代燃料等研究提供了急需的热物性数据.     

三点法无损测量生物活体组织热参数的分析

基于两点法测量原理,提出了一种通过三点测温无损确定柱状生物活体组织热参数的新方法,建立了该方法的理论模型,数值计算分析了导热系数、血液灌注率体积热容量等参数对温度变化的影响,以及这些热参数的灵敏度系数.研究结果表明,活体组织的上述热参数的灵敏度系数是线性无关的,可以通过所提出的三点法同时进行测量.     

四氢呋喃水合物热物性非原位测量方法

利用Hot Disk热常数分析仪对四氢呋喃(THF)水合物导热系数和热扩散系数进行了非原位测量。实验结果表明,温度在254. 0～267. 0 K时非原位测得的THF水合物导热系数为0. 52～0. 57 W·m~(-1)·K~(-1);且随着温度的增加而线性增大。非原位测量导热系数值与原位测量导热系数值绝对值相差0. 045～0. 065 W·m~(-1)·K~(-1),误差为8%～12%。当温度从267. 0 K升高到277. 0 K时,非原位测得的THF水合物的导热系数增加剧烈,表现出非线性关系。在254. 0～267. 0 K时,非原位测得的THF水合物的热扩散系为0. 26～0. 31 mm~2·s~(-1);并随温度增加而减小。非原位测量的热扩散系数值与原位测量的热扩散系数绝对值相差0. 028～0. 068 mm~2·s~(-1),误差为10%～22%。原位测量与非原位测量产生的误差,分析认为可能是样品的转移过程中,空气中的水蒸气在水合物表面凝结成冰所致。     

二氧化硅薄膜导热系数试验研究

根据3ω方法测试原理，搭建了薄膜导热系数测试平台．在40—170K温度范围内，测试等离子体增强化学气相淀积(PECVD)方法制备的SiO2薄膜导热系数，同时测试了掺杂体态硅基底的导热系数．测试结果表明：在这个温度范围内，SiO2薄膜的导热系数随着温度升高而增大；杂质对体态硅的导热系数存在很大的影响．基于Callaway模型对体态硅导热系数测试结果进行拟合得到的掺杂浓度与实际值吻合较好，表明3ω方法测试原理不仅可以用来测试纳米薄膜的热传导系数．还可用来测定体态硅基底的掺杂浓度．     

超薄氩膜热传导的分子动力学模拟

采用基于经典理论的平衡态分子动力学(EMD))方法，在无量子化修正的条件下，计算了固态氩(Ar)在低于其Debye温度(92K)下的导热系数．温度在20K以上时，模拟结果和实验值吻合较好，说明固态Ar的量子化效应对其热传导性能影响不大，温度低于20K时，由于模拟区域对长波声子的裁剪作用使得模拟结果比实验值低．在此基础上，使用经典分子动力学基于三向、两向周期性边界条件的各向异性非平衡态薄膜模型，模拟了超薄Ar膜在40K的导热系数，2种模型给出了具有相同变化趋势的薄膜热传导特性曲线，即：随着膜厚的增加，导热系数增大，且模拟结果同模拟区域横截面大小无关．在相同条件下，2种模型得到的氩膜导热系数相差10％左右．     

丙酮—三氯甲烷二元混合体系导热系数的瞬时测定

用瞬时法测定了２０℃和４０℃两个温度点下５个丙酮—三氯甲烷二元混合体系的导热系数，并且用５个已知导热系数的标准物质标定了装置，平均相对误差小于１％，实现了用计算机自动完成数据采集和处理，建立了导热系数与浓度的关联式，该法快速，便捷，测量时间为１ｓ，是快速分析混合物组成的有效方法     

填充氩后单壁碳纳米管的导热系数

采用平衡态分子动力学(EMD)模拟方法,计算了填充氩后的(10,10)型和(15,15)型的单壁碳纳米管分别在不同温度下的导热系数.研究了它们随温度的变化情况,并将其与相应的空的碳纳米管的导热系数进行比较,分析在相同温度下,充氩对碳纳米管导热系数的影响.模拟结果发现:在500~1 200 K的温度范围内,(10,10)型碳纳米管和(15,15)型碳纳米管在填充了氩后其导热系数值均随着温度的升高呈下降趋势,这与空的碳纳米管的导热系数随温度的变化关系相似;在相同温度下,这2种类型的碳纳米管在填充了氩后的导热系数值均比相应的空的碳纳米管的导热系数值明显高很多.     

柴油/碳酸二甲酯混合物液相导热系数的实验研究

在单热线法导热系数测量装置的研制基础上,对质量比分别为95∶5、90∶10和85∶15的柴油/碳酸二甲酯混合物的导热系数进行了实验研究,实验的温度区间为280～375K,实验结果在包含因子k等于2时的最大相对扩展不确定度为2 0%,利用实验数据拟合得到了柴油和碳酸二甲酯液体混合物的Flippov型、Jamieson型和陈则韶型导热系数推算方程,3种推算方程与实验数据的偏差均小于±0 9%,可以很好地用于目前正在进行的清洁燃料汽车研究.     

高温气冷堆球床等效导热系数实验研究进展

堆芯球床等效导热系数是直接影响高温气冷堆燃料最高温度和堆芯温度分布的关键参数;在余热导出过程中起主导作用。开展球床等效导热系数的实验研究对于反应堆分析程序的完善、研究提高高温气冷堆单堆功率的可能性、以及工程的安全分析具有重要的意义。综述了国内外球床等效导热系数测量的研究现状,给出了清华大学HTR-PM三维堆芯球床等效导热系数测量实验最新成果,总结了各国实验的研究手段,对研究方向进行了讨论。     

土壤热工性能测试及应用分析

介绍了土壤导热系数在温度为稳态情况下的一种测量方法,通过对两种不同物性岩石导热系数的测量,确定了影响岩石导热系数的因素.减少了测试参量,简化了测试的准备工作和测试装置,是一种简易可行的、适用范围较广的、成本较低的导热系数测量方法,为地下工程设计和施工参数的确定提供了一种新的依据.     

基于虚拟仪器的导热系数测量平台设计

材料的热传导行为在热能动力、冶金、化工、电子、建筑等方面受到广泛的关注,常需要能准确地测量出材料的导热系数。该文基于一维导热之上的双热流计稳态法来测量材料导热系数,通过对达到稳态之后的各通道温度的分析获得与材料导热系数相关的数据。通过LabVIEW程序设计分析仪器平台系统,计算出材料的导热系数。软硬件结合使得实际测得的材料导热系数更加准确可信,大大降低了传统方法所带来的误差。     

不良导体导热系数测量实验装置的改进

材料结构的变化与所含杂质对导热系数都有明显的影响,因此材料的导热系数常通过稳态法由实验具体测定。通过分析现有物理实验仪器的不足,提出了一种以STM32单片机为主控芯片,DS18B20温度传感器进行温度采集的改进方法,制作出能同时实现温度测量、数据采集、加热控制、实验计时、曲线绘制、串口通信等功能的不良导体导热系数实验仪。实验表明,改进后的仪器测量过程稳定,数据精度高且操作极其便捷,对于不良导体导热系数测量实验具有一定的应用价值。     

采用3ω法测量多壁纳米碳管悬浮液的导热系数

为了减小瞬态热线法测量纳米流体导热系数时易受电磁干扰和自然对流等因素的影响,更好地探究新型换热工质的强化传热机理,研制了3ω法实验台,采用锁相放大器测得交流加热铂丝的3倍频电压响应,拟合算出待测液体的导热系数。先通过对常规液体蒸馏水、乙二醇以及酒精溶液的测量,验证了实验台的精度和可靠性。然后采用两步法合成了稳定性较高的多壁纳米碳管悬浮液,测得其各体积分数和各温度下的导热系数。实验结果表明,3ω法具有较好的电磁兼容性,测量时温升不超过0.5K,可以有效地减小对流传热和辐射传热的影响,且可以通过1ω电压来判断纳米流体的稳定性;纳米碳管悬浮液的导热系数比基液和Ham ilton-Crosser预测值明显提高,并且分别随纳米碳管含量的增加和温度升高而加大。     

液体分子的导热机理

假设液体分子间的相互作用符合Lennard—Jones作用势能,以此为基础推导出液体分子的导热机理。并选用了四个液态物质导热系数的实验值,验证了这个机理。测定了甲苯,氯苯在一个温度点上的导热系数,利用推导的导热机理,计算了0—100℃各温度点的导热系数,并与实验值作了比较。     

硅纳米线热传导的分子动力学模拟

采用非平衡态分子动力学方法模拟了硅纳米线的热传导性能,并对其主要影响因素作了分析.模拟结果表明:在相同的温度区间(800~1 500 K)内截面形状为正方形的纳米线的导热系数要比体态硅小2个量级,且随着温度的上升,导热系数随之下降;当模拟温度固定时,导热系数随着纳米线长度的增加而增加,并趋于一个收敛值;同时当纳米线的截面面积增加时,导热系数也随之增加;当纳米线表面存在缺陷时,其热传导系数小于无缺陷纳米线的值.     

PR导热系数普遍化模型及其精度预测分析

在原PR导热系数模型基础上，改进建立了一个PR导热系数普遍化模型，在温度80～1400K和压力0.1～350MPa内对油气藏流体中常见的22个纯组分的气、液相导热系数总共3263个数据点进行了拟合，总平均相对误差为7．34％。对13个二元和三元混合物总共260个数据点预测的总平均相对误差为7．94％；对3个石油馏分总共22个数据点导热系数预测的总平均相对误差为9．68％。对极性纯物质的总共810个数据点预测的总平均相对误差为6．86％；对极性二元混合物的共439个数据点预测的总平均相对误差为6．03％。该模型的计算精度明显优于石油工程中常用的导热系数模型。     

水基石墨烯纳米流体的制备及导热性能

利用改性Hummers法制备氧化石墨烯(GO),并以硼氢化钠为还原剂通过控制还原时间制得不同还原程度的还原氧化石墨烯(rGO);采用两步法将GO或rGO分散在水中,通过控制超声时间得到不同粒径的水基石墨烯纳米流体;测量纳米流体的导热系数,研究测量温度、石墨烯含量、粒径和还原时间对它的影响。结果表明:水基石墨烯纳米流体的导热系数显著大于基液的,且随着测量温度、石墨烯含量的增加呈线性增大;与GO-水纳米流体相比,rGO-水纳米流体导热性能更好,并且其导热系数随着还原时间的延长而增大;水基石墨烯纳米流体的导热系数随着粒径的增加而增大,且粒径对还原15 min的rGO-水纳米流体导热系数影响最为显著。     

耐火材料导热系数的特性与影响因素综述

本文分析了耐火材料导热系数的特性,并从化学矿物组成、组织结构和温度三个方面讨论了耐火材料导热系数的影响因素,为调整导热系数到适当高低提供参考依据.