颗粒堆积床接触导热的数值分离和分析

为了分析不同固体-流体导热系数比下接触导热对有效导热系数的影响,提出了基于孔隙尺度的接触导热的数值分离方法,在不同固体-流体导热系数比(6～4 400)下对简单立方结构堆积床中的接触导热进行了数值分析。当忽略接触导热时,计算模型中相邻颗粒之间的接触点采用间隙处理;当考虑接触导热时,计算模型中相邻颗粒之间的接触点采用短圆柱连接处理,接触导热通过这两种模型计算结果的差值获得。研究发现,有效导热系数随温度变化的趋势受接触导热的影响显著。考虑接触导热并且固体-流体导热系数比很大时,固相导热起主导作用;忽略接触导热时,流体导热起主导作用。随着固体-流体导热系数比的增大,接触导热对有效导热系数的贡献显著增大;当固体-流体导热系数比大于150时,接触导热对有效导热系数的贡献起主导作用。     

一种基于数据筛选的导热系数计算方法

导热系数测量过程中实验数据的准确性是导热系数计算的关键。实验数据不准确,直接影响导热系数的精度。现有的导热系数测量计算中对数据是否准确没有很好的评判准则或方法。鉴于此,本文提出了一种以斜率相对标准差为依据筛选数据的导热系数计算新方法。该方法以斜率相对标准差为准则判断并筛选实验数据,利用最小二乘法拟合筛选后的数据求解导热系数。将该方法应用于乙二醇标定溶液的导热系数计算中,同传统算法相比,新方法数据处理简单、计算导热系数精度提高明显、能够广泛地应用到导热系数测量实验中,测量结果明显优于传统算法。     

大温差测试条件下热防护材料高温导热系数试验方法

热防护材料高温导热系数是进行高超声速飞行器设计不可或缺的参数。通过热防护材料导热系数理论分析以及传统稳态法试验原理数学推导,说明了热防护材料导热系数物理本质。探讨了试验温差对热防护材料导热系数测试的重要性和传统稳态法在测试热防护材料高温导热系数时的技术局限性。基于热防护材料内部温度分层特征以及导热系数-温度非线性关系函数形式直接假设,提出并分析证明了两种适用于大温差测试条件的热防护材料高温导热系数试验方法。对热防护材料高温导热系数获取有重要的参考价值。     

垃圾土热传导特性随含水率的变化规律

为研究垃圾土的热传导特性,基于瞬态法,采用室内试验方法研究含水率、孔隙比、有机物质量分数对垃圾土导热系数的影响规律。结果表明:随着饱和度增加,导热系数增大;相同有机物含水率时孔隙比增加,导热系数减小;相同孔隙比时有机物质量分数增加,导热系数减小;饱和度从干燥状态开始增加到接近残余饱和度,导热系数增加很快;饱和度继续增加,导热系数稳定增加。     

多层复合材料导热系数测定方法的研究

导热系数是多种材料的一个重要参数。在实际应用中 ,正确地测定和估算某些多层复合材料的导热系数 ,具有重要的意义。本文中从单一材料的导热系数测定公式着手 ,得出了带附着层的复合材料导热系数的计算公式 ,并通过实验进行了验证。由此又引出了某些不定形材料 (如粉状 )导热系数的测定方法和公式 ,最后得出了多层不同的复合材料导热系数的估算公式 ,并通过实例进行了计算     

非饱和多孔介质有效导热系数模型

多孔介质有效导热系数是研究地源热泵、土壤及岩土热储、材料热质传递的重要参数,运用分形理论,建立了一种预测非饱和多孔介质有效导热系数的分形物理模型和相应的有效导热系数计算公式,基于MATLAB数值分析显示模型计算结果与实验测量值具有较好的一致性,并通过该模型探讨了相关微观参数对多孔介质有效导热系数的影响,结果显示弯曲度分形维数、孔隙率与多孔介质导热系数呈负相关,固液相占比、饱和度、固相基质边长与多孔介质导热系数呈正相关,当孔隙率大于78.4%时,导热系数较小的孔隙相对多孔介质有效导热系数影响较大。     

地热浅埋孔回填材料中砂粒结构对导热系数的影响

地热浅埋孔回填材料的导热系数是影响地埋管换热器取热性能的关键因素之一。目前以一定配比的砂粒骨料与水泥、粘土、石英等的混合材料最常见,而材料中颗粒的结构形态是影响回填材料导热系数的关键因素之一。本文以回填材料中砂粒骨料为研究对象,从结构特征出发,探究内部颗粒级配及磨圆度对回填材料导热系数的影响。利用所开发的基于孔隙率的二维导热系数计算模型及三维热阻模型,定量研究不同固相导热系数、不同颗粒物粒级配及不同棱角磨圆度下,材料导热系数的变化规律。结果表明,在颗粒级配和磨圆度不变的情况下,材料整体的导热系数随固相导热系数的增加而增加。同一材料不同尺寸粒径间的差别较大时更易获得更高的整体有效导热系数,且粒径不同所造成的回填材料有效导热系数差别会随着固体导热系数的增大而变得更为显著。而磨圆度不同所造成的有效导热系数差异会随固体导热系数的增大而变得更为显著。颗粒磨圆度很高（球体）或很低（锥体）时,同样固相导热系数下材料的有效导热系数较小。本研究所得理论结果可以为回填材料的优选配置提供依据,有助于提高地埋管换热器的取热效率及地热能利用效率。     

颗粒尺寸与表面吸附对低浓度非金属纳米颗粒悬浮液有效导热系数的影响

运用纳米颗粒导热系数模型和颗粒吸附液体时厚度的Langmuir公式,同时考虑由颗粒Brown运动引起的颗粒输运过程等因素,分析了低浓度非金属纳米颗粒悬浮液导热系数增强的机理,建立了有效导热系数模型.分析结果表明,尺寸效应和吸附作用是悬浮液导热系数增加的重要原因,而颗粒输运过程对悬浮液导热系数增加的贡献则很小.文中提出的有效导热系数模型尚未考虑颗粒团聚的因素.     

泡沫塑料导热系数随温度变化规律的研究

研究了导热系数随温度的变化规律,得出了其导热系数与温度的关系式,所得结论在与泡沫塑料导热系数相关的技术中具有重要的参考价值.     

热油管道沿线土壤导热系数测试方法优选

热油管道沿线土壤导热系数是对管道设计、投产、运行阶段都有重要影响的基础参数。土壤导热秉数通过直接影响管道总传热系数的大小，并对预热投产和运行期间管道温降产生影响。但是土壤导热系数受到管道沿线地形地貌、土壤类型、气候环境等因素影响较大。不同管道沿线区域土壤导热系数可能显著不同，所以准确了解管道沿线的土壤导热系数对新建管道投产和运行的安全和经济性具有重要意义。本研究从分析土壤导热系数对热油管道投产和运行影响机理开始，调研了解III内外土壤导热系数的主要测试方法，对比分析了各种土壤导热系数测量方法的原理和特点，给出土壤导热系数测量的推荐方法。     

固定床有效导热系数的研究

采用稳态法和非稳态参数估值法测定了气体静止时固定床有效导热系数(以下简称固定床的有效导热系数),前者采用圆柱体导热模型,求得在某特定温度下固定床有效导热系数;后者根据固定床拟均相非稳态传热模型,获得了适用于宽温度范围的固定床有效导热系数与气体导热系数和固体导热系数之间的关联式。并将填充挤条型氧化铁系催化剂、催化剂载体Al2O3和玻璃珠的固定床的测定结果与前人推荐的固定床有效导热系数的多种计算方法进行比较。结果证明,对于气-固体系计算固定床的有效导热系数较为适宜的经验式为:λb0=λf×10(0.785-0.057lg(λs/λf))×lg(λs/λf)。该经验式在20～500℃对于高、中、低导热系数多种物系的固体颗粒床层均适用。     

复合材料等效导热系数的理论推算

藉最小热阻力法则和比等效导热系数相等法则,提出了用求复合材料的等效热阻及其限区来确定该复合材料的等效导热系数的方法,导出了推算复合材料等效导热系数的普遍式和一些具体式,给出了复合物中各组分的导热系数、容积比、相互组合的形状及取向等因素对等效导热系数影响的一些具体算值,将球堆积床的等效导热系数本文算值与已知实验数据作了比较,二者吻合良好。精度优于Eucken方程。     

陶瓷微球填充型隔热涂料的有效导热系数

利用SEM对一种陶瓷微球填充型隔热涂料进行了分析,在此基础上运用数值单元体法建立了计算其有效导热系数的模型.分别讨论了球壁厚度、球壁有效导热系数及陶瓷微球填充率等3个主要因素对该涂料有效导热系数的影响.为验证计算结果,利用稳态平板法测试了几种隔热涂料的导热系数.研究发现:选用壁面薄的陶瓷微球可制成性能较好的隔热涂料;陶瓷球壁的有效导热系数对涂料的有效导热系数影响很大,前者必须很低,比如小于0.05 W/(m·K),才可显著降低涂料有效导热系数;增加填充率可明显降低涂料有效导热系数;填充陶瓷微球确可改善涂料隔热性能,但程度有限.     

差示扫描量热仪和激光导热仪联用测定材料导热系数

介绍了测量材料导热系数的几种方法,对目前最常用的激光法测量导热系数的原理进行了阐述.重点介绍差示扫描量热仪(DSC)和激光导热仪联用技术,将DSC测得精确的比热容数据应用在导热测量中,以得到精确的导热系数.     

果蔬导热系数的实验研究

利用Hot Disk测定了9种不同种类果蔬在不同低温条件下的导热系数,分析不同可溶 性固形物（SSC）含量、含水率（MC）以及不同温度条件对果蔬导热系数的影响。研究发现,在不同 温度条件下果蔬的导热系数呈现先下降后上升的趋势;SSC含量越高,导热系数越小,而MC含量越 高,导热系数越大。通过研究不同影响因素对果蔬导热系数的影响,可以优化果蔬保鲜过程中的 热管理,为成熟果蔬的储存和运输提供理论支撑。     

铜尾矿砂改良红黏土导热性能试验研究

回填土导热性能是直埋电缆载流量的重要影响因素之一。为探究各因素对改良红黏土导热性能的影响规律,制备不同掺砂率、干密度、含水率的试样,在恒温密闭的条件下,采用瞬态热线法测试试样导热系数,分析掺砂率、干密度、含水率对改良土导热系数影响规律。研究结果表明：铜尾矿砂对红黏土导热系数具有较好的改良作用,改良土的导热系数随着掺砂率、含水率均呈现线性增长。改良土导热系数随着干密度的增大,其增长趋势具有阶段性,当改良土的干密度大于1.65 g˙cm-3^时,导热系数的增长速率明显减小。铜尾矿砂对改良土导热系数的影响在于其中大量石英改善了固体骨架之间的传热效率。含水率和干密度对改良土导热系数的影响,主要在于其使改良土的三相传热方式发生了改变。基于测试结果,构建预测改良土导热的新模型,其能够较好预测改良土导热系数。     

相变蓄热材料导热系数对太阳能通风墙性能的影响

通过对相变蓄热型太阳能烟囱模型通风蓄放热变化过程的计算,分析比较不同相变蓄热墙导热系数对太阳能烟囱性能的影响.计算结果表明:吸热板最大表面温度随着相变蓄热墙导热系数的增大越接近相变蓄热墙的相变温度;蓄热阶段,入口平均风速随着相变蓄热墙导热系数的增大而减小;放热阶段,入口平均风速随着相变蓄热墙导热系数的增大反而越大;相变蓄热墙导热系数越大,蓄热型太阳能烟囱系统16 h的累计通风量越高,但在导热系数增大到0.66 W·(m·K)^-1后,再增大材料导热系数,累计通风量几乎不再增加.     

磁流体各向异性导热的研究

考虑磁流体中粒子受力及运动特性,运用数值模拟方法研究了外加磁场作用下磁流体的三维微观结构．建立磁流体各向异性导热系数的预测方法,分析计算在不同外加磁场作用下磁流体的导热系数．引入表示粒子非均匀分布结构特征的结构各向异性参数,修正Maxwell公式,将该公式拓展应用于计算磁流体各向异性导热系数．结果表明：当外加磁场作用时,磁流体中粒子沿磁场方向形成链状结构,磁流体沿着链向的导热系数要大于其他方向的导热系数,导热系数表现出各向异性特征．且随着磁场强度的增大,磁流体内的链状结构变得更加明显,导热的各向异性特征更加明显．     

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。     

岩石导热系数影响因素及预测研究综述

岩石导热系数在地热开发、地下工程、盆地演化等诸多方面有着重要作用,随着研究的深入,获取深部连续地层的导热系数进行精确定量化的研究是必然趋势。本文对岩石导热系数的影响因素及规律进行了总结归纳并用实测数据进行验证,对目前深部地层导热系数的预测方法进行了分析探讨。主要影响因素有组成成份、孔隙度、密度、温度等;导热系数一般沉积岩大于岩浆岩、砂岩大于泥岩;孔隙度在10%以下时其变化对导热系数影响较大,后随着孔隙度增大,对导热系数的减弱效果变弱;导热系数与密度呈线性正相关;岩石导热系数随温度升高而降低,当温度大于150℃时,温度升高对砂岩导热性能的影响效果逐渐减弱。深部连续地层导热系数预测方法主要有地球物理测井预测、分布式光纤监测预测。地球物理测井预测具有数据获取简单、测井技术成熟等优点但预测精度不高且地区差异大;光纤监测预测具有数据精度高、实时监测等优点但数据量大且深井设备安装困难,两种预测方法都具有广阔的发展前景。