冻结壁温度场模型试验及其导热系数反分析

冻土导热系数是计算冻结壁温度场的重要参数，本文根据冻结壁温度场物理模型试验的结果，建立非线性多维导热系数反分析的数学模型，采用选择法和有限元法，反分析冻结壁整体导热系数，为冻结壁温度场数值分析和冻结壁厚度的设计计算提供参考。     

用叠加原理求解非均匀内热源组合球壁的层间稳态热流量和温度

建立非均匀内热源组合球壁导热的数学模型，指出它是线性微分方程组，用叠加原理直接分别求得，在第一类、第二类和第三类边界条件下的层间稳态热流量和温度。     

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.     

聚合物/中空微球复合材料传热的理论模型

分析了中空微球填充聚合物复合材料的传热机理，指出其热传递主要以固体和气体的热传导、中空微球表面之间的热幅射和中空微球内气体的自然对流三种方式进行。基于最小热阻力法则和比等效导热系数相等法则，建立了热量传递的理论模型，并推导出了等效导热系数的计算式。应用该式估算了中空微球填充聚丙烯复合材料的等效导热系数（keff），并将其与数值模拟结果进行比较，发现当中空微球含量不高（φf≤20％（体积分数））时，等效导热系数的理论估算值和数值模拟值的变化趋势相似。随着中空微球含量增加，等效导热系数线性递减，当中空微球含量一定时，等效导热系数随着中空微球粒径的增加而有所下降。     

非均匀内热源球壁稳态导热微分方程的解

用热流分流和叠加 ,直接得出非均匀内热源球壁稳态导热微分方程 ,分别在第一类、第二类和第三类边界条件下的解。     

非均匀内热源组合球壁稳态导热微分方程组的解

用热流分流和叠加，直接得出非均匀内热源组合球壁稳态导热微分方程组，分别在第一类、第二类和第三类边界条件下的解。     

关于变导热系数的微分方程及其意义

本文叙述变导热系数的一般含义，并假定物体的导热系数枚直线和指数规律空间地改变，建立六个二阶热传导微分方程，指出这些方程不能描述真正的变系数热传导过程。     

接触模式对球床堆有效导热系数影响的数值分析

为了分析相邻颗粒的接触模式对有效导热系数的影响,数值分析了3种不同的接触模式下有序堆积球床堆的有效导热系数。首先采用间隙模型分析了不考虑接触导热下的球床堆有效导热系数,然后采用面接触和短圆柱模型分析了考虑接触导热下的球床堆有效导热系数,最后分析了不同温度下接触模式对球床堆有效导热系数的影响。计算结果表明,在不考虑接触导热时,间隙模型下的球床堆计算结果与ZS关联式吻合很好。当考虑接触导热时,由于受网格质量限制,面接触计算模型的接触半径较大,因此计算的球床堆有效导热系数与ZSK关联式的结果相比误差较大;采用短圆柱接触模式计算发现,接触半径越小,计算得到的结果与ZSK关联式的结果吻合越好,因此在网格生成质量允许的情况下,推荐使用较小接触半径的短圆柱接触计算模型。同时发现随着温度的升高,接触模式对球床堆有效导热系数的影响减弱。     

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     

复合导热系数在多层围护结构热分析中的应用及评价

为降低建模和计算的工作量,提出使用复合导热系数法将多层围护结构简化为单层并进行有限元热分析.与未经简化的多层结构模型的对比分析表明,简化后的单层模型能够准确地计算结构内外表面的温度分布和厚度方向的热流密度,进而显著提高了包含多层维护结构的建筑物热仿真分析的工作效率。     

一种求解复合圆筒壁非稳态导热问题的新方法

为了求解复合材料内的温度分布，根据导热基本规律，建立了复合圆筒壁导热问题的数学模型。采用Laplace变换和Stehfest数值反演技术对拉氏变换进行多次迭代反演，求得温度分布的近似解。设计了复合圆筒壁温度测试实验装置。复合圆筒壁的非稳态测温装置的测试结果与利用高温四参数测试仪对注汽井的现场测试结果吻合良好，说明该解法的计算结果精度高，适用于不同的初边值条件或含内热源的导热问题，可应用于具体工程问题的分析计算。     

一种求解复合圆筒壁非稳态导热问题的新方法

为了求解复合材料内的温度分布,根据导热基本规律,建立了复合圆筒壁导热问题的数学模型。采用Laplace变换和Stehfest数值反演技术对拉氏变换进行多次迭代反演,求得温度分布的近似解。设计了复合圆筒壁温度测试实验装置。复合圆筒壁的非稳态测温装置的测试结果与利用高温四参数测试仪对注汽井的现场测试结果吻合良好,说明该解法的计算结果精度高,适用于不同的初边值条件或含内热源的导热问题,可应用于具体工程问题的分析计算。     

长圆筒壁热学传递函数建模研究

在线性导热系统动态特性的理论研究中引入传递函数概念,提出了长圆筒壁热学传递函数的理论计算方法.用热学传递函数分析了长圆筒壁的导热动态特性.发现长圆筒壁热学传递函数可以全面描述圆筒壁的动态导热特性,为对传热问题的分析提供了方便.     

非线性二维稳态导热反问题的一种数值解法

建立了非线性二维导热反问题的数学模型,利用边界温度观测信息,采用遗传算法和有限元法相结合的混合数值方法,确定了二维非线性导热问题中材料热传导系数随温度线性变化的规律,该方法无需利用材料内部温度观测人利用边界温度测量信息,就可以识别材料热传导系数随温度线性变化的,考虑观测的影响,对方法的计算精度进行了检验,该方法是全局收敛的。     

玻璃沥青混凝土阻热降温性能

由于玻璃具有较低的导热系数,将废旧玻璃破碎成1.18和2.36mm的玻璃集料替代矿质集料,制备而成玻璃沥青混合料。基于平板法和傅里叶热传导原理,研究设计了室内平板导热试验装置,用于检验玻璃沥青混合料的导热系数。试验结果表明,随着玻璃集料掺量的增大,玻璃沥青混合料的导热系数降低;玻璃沥青混合料在高温环境下的阻热效果更明显。通过模型计算发现使用玻璃沥青混凝土可降低路表温度,因此,玻璃沥青混凝土是一种绿色环保材料,具有较好的阻热性能,可以在一定程度上减轻实际工程中由于高温导致的车辙问题。     

填充型高分子复合材料导热性能研究

分析了填充型高分子复合材料的导热机理,并预测复合材料导热系数的数学模型.指出当前高分子导热复合材料研究中存在的问题,提出未来导热高分子复合材料的开发方向,即开发具有高导热系数的纳米填充物,利用纳米复合技术提高其综合性能;改进表面处理方法,对填充物表面进行改性.     

固定床反应器传热系数的计算

本文提出了固定床反应器床层温度分布的新的计算公式。运用计算机优化参数得有效导热系数K_e和壁给热系数H-W,并推算出温度分布,所得结果与实测值符合较好。     

可变导热系数的颗粒复合介质传热性质的研究

讨论了可变导热系数的复合介质的传热性质。当介质的导热系数是温度的函数时，热传导方程是非线性偏微分方程，作者采用基尔霍夫变换把它变成拉普拉斯方程，于是可以找到原问题的近似解析解。文中考虑一个最为简单的例子：由圆柱形的杂质构成的二维系统，杂质浓度很低，可以忽略颗粒之间的相互作用，杂质具有可变导热系数，基质的导热性质不随温度变化。在此基础上，用朗道方法导出计算可变导热系数的复合介质的有效导热系数的公式。     

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.     

超稠油SAGD开发蒸汽腔前缘温度分布研究

蒸汽辅助重力泄油工艺是目前开采重质原油的有效方法之一。在油藏底部布一口水平井为生产井,在靠近这口生产井并且一般在正上方再部署一口水平井,用于连续注蒸汽。注入的蒸汽会形成蒸汽腔,蒸汽的热量会向冷的稠油油藏中传递。当油藏中稠油被蒸汽加热后,黏度急剧下降,在重力的作用下流向底部生产井。蒸汽与原油的热传递过程主要以热传导的形式进行,因此油藏的导热系数就成为了热传导过程中的关键参数。通常来讲,较大的导热系数将会带来较高的热传导效率,从而带来较高的原油采收率。Butler的经典蒸汽腔前缘推进模型中,假设导热系数是一个不随温度而改变的定量。但实验表明,原始油藏在受到蒸汽影响后,温度的升高将会导致导热系数明显下降(与蒸汽温度和原始油藏温度有关)。针对这一现象,将导热系数视为随温度变化的变量,在稳态热传导的前提下,推导其在传统模型中的新的关系式,发现新的方法可以修正经典Butler公式约6.8%的误差。