粗糙势能对Frenkel-Kontorova晶格热传导性能的影响

采用非线性分子动力学方法，通过计算机模拟，研究了粗糙势能的高度和频率对Frenkel-Kontorova晶格负微分热阻和热导率的影响.结果表明:粗糙势的高度和频率减小了负微分热阻(NDTR)出现的范围；热导率是粗糙势能高度和频率的函数，存在一个最佳的粗糙势能高度，热导率达到最大值；热导率随着粗糙势能频率的增加而单调降低.研究结果揭示了粗糙势能对热传导性能的影响，对低维材料非线性反应机制及热流控制器的应用研究具有参考价值.     

新人造肛门括约肌系统充电模块热分析与控制

仿耻骨式人造肛门括约肌系统(PAAS)采用经皮能量传输(TET)为集成在充电模块内部的锂电池进行充电,使系统可长期稳定地在活体内工作.很多体内实验表明,无线充电过程中产生的大量热量对PAAS植入后充电模块附近活体组织的生物安全性不利,故需对无线充电过程进行合理规划.本文通过分析充电模块内部各组件的热传导关系,建立充电模块内部热阻模型,并利用体外实验对该模型进行验证及修正,经修正后的模型可以可靠地描述充电过程中活体组织温度变化情况.基于修正后的模型,本文制定了体内实验过程中单次最大连续无线充电时间,从而提高体内实验中PAAS的生物安全性,进而延长PAAS植入时间.     

一款低损耗低噪声宽调谐的高阶级联N通道滤波器

近年来,N通道滤波器被广泛应用于射频通信和认知无线电等多个领域中。为了降低滤波器的损耗和噪声,拓展其可调谐范围,本文通过在传统的一阶N通道滤波器中引入串联电感,并将其级联的方法,得到了一款低损耗低噪声宽调谐的高阶N通道滤波器。采用伴随网络法获得了高阶级联N通道滤波器的传递函数。伴随网络法的采用大大简化了传递函数的数学推导过程。TSMC 0.18μm CMOS工艺下的Cadence仿真结果表明了传递函数的正确性。Cadence仿真结果还表明,当电源电压为1.2 V时,高阶级联N通道滤波器中心频率可调范围为0.4～3.0 GHz,插入损耗为1.6 dB,回波损耗为11.6 dB,噪声系数为0.2～0.8 dB,与近年来发表的滤波器相比,综合性能有了较大的提升,可应用于高性能的接收机中。     

汤姆逊效应和附加热阻对热电模块性能的影响

针对热电模块运行过程中的影响因素,考虑汤姆逊效应和陶瓷板、金属导流片、接触表面等产生的附加热阻,建立了新的热电能量平衡方程,并据此研究了汤姆逊效应与附加热阻对热电模块的输出功率、热电转化效率及效率的影响规律.结果表明:在本文计算条件下,汤姆逊效应及附加热阻对热电模块性能的影响随着热电模块工作电流的增加而增大;同时,汤姆逊效应和附加热阻均使得热电模块的最大输出功率、最大热电转化效率对应的最佳工作电流减小,这一点在热电发电装置的设计时必须予以考虑.     

高频电磁脉冲循环冷却水污垢处理与热阻监测系统

换热设备中循环冷却水系统在高温下容易产生污垢,不但会降低换热设备的换热效率,还会影响设备安全。通过模拟实际工业循环冷却水结构,搭建了微型循环冷却水实验平台,采用高频电磁脉冲对人工配置的碳酸钙循环冷却水溶液进行阻垢处理,观察空白实验组和不同频率的高频电磁脉冲处理组中水垢形成情况,并利用自行设计的热阻监测系统对管道热阻进行监测。实验结果表明：高频电磁脉冲对循环冷却水起到了很好的阻垢作用,主要表现为循环冷却水的电导率下降趋势和pH值上升趋势均变缓。根据模拟换热器的热阻监测结果显示,高频电磁脉冲处理组的热阻要小于空白实验组的热阻,并进一步证实了高频电磁脉冲的阻垢作用。     

相变平板可变热容热阻简化模型研究

针对相变平板的传热问题建立了一种可变热容热阻简化模型,对相变平板凝固、熔化过程的传热特性进行了模拟分析.以相变平板传热数值模型的计算结果为参考,进一步将简化模型计算结果与相变平板传热数值模型的求解结果进行对比分析,结果表明:在凝固或熔化过程中平板温度变化及热流变化与数值计算结果基本一致,其平均温度误差小于0.5℃,热流相对误差小于10%;相变平板可变热容热阻简化模型准确性很好,其计算效率远高于数值模型,在同一台计算机上简化模型的计算时长仅为数值模型的1%左右.     

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。     

火积理论在高炉冷却壁性能评价中的应用

基于火积理论分析得出了高炉冷却壁的火积平衡方程式以及冷却壁中的火积耗散.在此基础上定义了高炉冷却壁的热阻.根据最小热阻原理,提出用高炉冷却壁的热阻来评价其传热性能的优劣的观点,通过实例说明了高炉冷却壁热阻的计算方法,比较了不同冷却水管间距下冷却壁热面最高温度及热阻之间的关系.结果表明,随着冷却水管间距的改变,冷却壁热阻与热面最高温度有相同的变化趋势.在一定的边界条件下,高炉冷却壁的热阻可以评价其传热性能的优劣.     

西北村镇建筑冬季室内期望温度研究

对乌鲁木齐、西宁、西安、天水、银川5个典型西北地区村镇住宅建筑各主要功能房间的使用情况、采暖情况、温度、居民热需求、衣着和活动强度等进行测试与问卷调查,以得到主要功能房间间歇采暖时间段、采暖与否两种情况下居民的期望温度、室内活动强度与服装热阻对居民期望温度的影响。结果表明：采暖和非采暖情况下,卧室期望温度分别约为15～19℃和12～14℃;采暖和非采暖情况下,客厅期望温度分别约为16～19℃和11～13℃。冬季间歇采暖时间段可取为：主卧为19：00—次日8：30,次卧为20：30—次日8：00,客厅为8：30—19：00,但考虑到时差原因,采暖时段可作相应调整。     

机织物热阻的理论模型研究

研究了织物传热的宏观、微观机理,认为热流在织物中的传递具有各向异性,热流在纤维中主要沿轴向传递,在织物中主要沿纱线轴向传递.通过对平纹、斜纹、缎纹织物热阻的实例分析,建立了与织物结构参数相关的热阻理论模型.在此模型的基础上,分析了织纹组织、织物厚度和容重对织物热阻的影响规律,丰富了织物热传导理论.