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。     

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。     

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。     

用探针法测定材料的导热系数

根据线热源理论，设计制作了用于测定材料导热系数的探针，研究了接触热阻、加热功率和加热时间对测定导热系数的影响。用探针测定了松散材料、保温材料、土壤和地下岩心的导热系数，实验研究表明。探针法测导热系数具有快速、简便的特点，是测定土壤和保温材料导热系数的有效方法。     

用探针法测定材料的导热系数

根据线热源理论，设计制作了用于测定材料导热系数的探讨，研究了接触热阻，加热功率和加时间对测定导热系数的影响，用探针测定了松散材料、保温材料、土壤和地下岩心的导热系数，实验研究表明，探针法测导热系数具有快速、简便的特点，是测定土壤和保温材料导系数的有效方法。     

变压器绝缘纸热阻特性的理论分析与实验研究

利用双热流计法设计实验,在同一温度下对不同厚度绝缘纸的热阻进行测量,得到关于单位面积热阻与厚度的关系,通过对实验数据的分析实现接触热阻和体热阻的分离,以求得该温度下绝缘纸的导热系数和接触热阻。由AFM表面微观形貌图对每个热流通道的接触分热阻建立锥截体模型,并选用Hertz弹性模型描述接触表面的弹性形变,再利用高斯分布求得表面凸起的接触概率,即可求得表面接触热阻的大小,实验结果表明,绝缘纸的平均导热系数为0. 069 8W/(m·K),绝缘纸与紫铜间面积接触热阻为0. 002 67m~2K/W,接触热阻的数值计算值为0. 002 45 m~2K/W。绝缘纸与紫铜间面积接触热阻的实验值与数值分析结果的相对偏差为8. 98%。     

金属氢化物床有效导热系数的理论计算

金属氢化物床的有效导热系数是研究强化金属氢化物传热、优化设计金属氢化物反应器的重要参数。目前,人们只对其进行了实验研究。为此,本文提出了金属氢化物床有效导热系数的理论计算模型,并且讨论了氢化物床的各种参数对导热系数的影响。利用本模型计算TiMn_(1·5)—H系的有效导热系数,计算结果与实验结果有较好的吻合。     

连铸结晶器中渣膜的传热研究

用自制的一台模拟试验装置研究了连铸结晶器中渣膜的热传导行为。测定了结晶器与凝固坯壳之间渣膜的有效导热系数及界面的接触热阻；高温下渣膜的有效导热系数大致为４￣５Ｗ·ｍ＾－１·Ｋ＾－１，结晶器与渣膜层界面存在的热阻相当于９４￣１４９μｍ的空气间隙。     

吸附式汽车空调的热力模拟及分析

介绍了由发动机尾气驱动的吸附式汽车空调系统的结构特点,并采用数值计算方法,对加热／冷却流体与吸附床及吸附床内的传热过程进行了分析,得出了在不同工作过程中,吸附床内的温度场分布及传热特点．研究表明：在等容吸附及等容解吸过程中,有明显的“热管效应”,可大大提高吸附床内的传热性能．文中还讨论了不同工况、不同物性对性能的影响,指出提高吸附剂当量导热系数、减少与壁面的热阻是该系统成败的关键．     

空间超流氦中低温界面热阻最佳热耦合研究

针对红外探测器与制冷元器件的接触中低界温面热阻最佳热耦合问题，分析了两固体接触面的情况，认为接触热阻是一个受材料性质、表面粗糙度、负载、温度、介质、表面氧化物膜和环境等众多因素影响的非线性问题，在此基础上制作了Al-Cu超导热开关，电子显微镜观测结果表明，接触界面不是一个简单的几何面，而是一个具有纳米级厚度的三维“界面层”。     

基于最小热阻理论的混凝土导热系数计算模型

针对传统混凝土导热系数计算模型机械地按照混凝土组成来划分热流途径而导致计算结果偏大的问题,基于最小热阻理论,并考虑到混凝土中孔隙作用,对传统混凝土导热系数计算模型进行了改进.通过引入传热面积比例系数的方法,使混凝土中热流途径的划分不仅满足了混凝土组成的要求,而且满足了最小热阻理论.采用该模型分别计算了8种混凝土的导热系数,其计算结果与实测结果的误差率在-14.0%～+5.1%范围内,而Harmathy模型和Campbell-Allenand Throne模型的计算结果与实测结果误差率分别在4.9%～29.3%和11.0%～32.1%范围内.相比于传统的混凝土导热系数计算模型,基于最小热阻理论建立的混凝土导热系数计算模型精度有了较大的提高.     

基于球型填充相复合材料有效导热系数的计算

文章运用数值单元体法建立了计算填充二硫化钼聚甲醛基复合材料有效导热系数的模型,提出了用有限元法和用求单元体模型的等效热阻来确定该复合材料等效导热系数2种计算方法,通过计算表明2种方法的计算结果比较接近,并运用上述方法研究了二硫化钼含量对聚甲醛基复合材料导热系数的影响规律.     

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。     

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.     

含可膨胀石墨复合吸附剂块制冷研究

为提高颗粒状沸石分子筛传热效果，提出一种新型含可膨胀石墨、金属M的氢氧化物、硅胶等添加剂的复合吸附剂块，通过正交实验及在自行研制的模拟吸附制冷装置上进行制冷实验，确定了添加剂间的最佳配比，实验结果表明：可膨胀石墨是三因素中的主要影响因素；复合吸附剂块的导热系数为颗粒状沸石分子筛导热系数的6．2～8．6倍；吸附剂块经压制成型后，模拟吸附制冷系统的性能系数提高23．8％。     

瞬时热探针法测量沸石复合吸附剂导热系数

应用瞬时热探针法测试吸附制冷工质导热系数,在不同的吸附量下对配置出的复合吸附剂导热系数进行测试,并从中选出适用于太阳能冷管的复合吸附剂Z1和Z2.试验结果表明:在同一吸附量的情况下,导热系数与其添加的粘结剂含量正相关,并且在w=0%~7.5%的添加粘结剂范围内导热系数随着粘结剂含量增加而显著增加;13X沸石原粉、复合吸附剂样品Z1和Z2的导热系数随其吸附量增加呈近似线性增长,当吸附量从0%增加到25%时,各吸附剂导热系数均增加了150%以上;配置出复合吸附剂Z1和Z2在分别添加w=5.0%和7.5%的添加剂下,平均导热系数分别为0.183和0.199 W/(m.K),比13X原粉分别提高65.4%和80.1%;将配置的复合吸附剂Z2应用于太阳能冷管,其制冷系数COP约为0.24~0.28.     

金属氢化物反应器吸氢过程的热质传递特性分析

为了研究金属氢化物反应器内吸氢过程的热质传递特性,建立了圆柱形反应器的二维多物理场模型.新建立的模型考虑了换热流体流速与温度变化对反应器吸氢过程的影响,采用COM-SOL Multiphysics V3.5a软件来求解,并探讨了一些重要参数变化对反应器性能的影响.结果表明:接近换热管壁处的氢化物床的温度较低,吸氢反应更快,换热流体入口附近床层的吸氢反应比出口附近的快;减小氢化物床层与换热管壁面之间的接触热阻和增加氢化物床层有效导热系数都可以增强换热效果,从而加快吸氢反应,当接触热阻从0.002 m2·K/W减小到0.0005m2 ·K/W时,吸氢反应时间大约缩短了15.5％;采用强化换热措施可以减少吸氢反应时间,提高反应器平均功率.     

玻化微珠保温砂浆导热系数模型研究

基于最小热阻力法则和均匀化方法估算了玻化微珠保温砂浆的等效导热系数.用ANSYS模拟玻化微珠保温砂浆二维单元胞体的热传导,发现对热阻网络的横向热阻的极端考虑会给计算结果带来误差.用ANSYS计算的三维单元体模型的等效导热系数值与3种理论计算值进行比较,发现用假设横向热阻无穷小与假设横向热阻无穷大求得的单元体等效热阻的平均值作为单元体的等效热阻来求单元体等效导热系数更精确,最后实验也验证了这一结论.实验值与本文提出的理论模型计算值偏差仅为0.2%,证明用该方法来估算玻化微珠保温砂浆的导热系数是可行的.     

快速床壁面传热计算机模型

基于颗粒絮团更新理论和对气膜热阻加以修正的方法,提出了絮团停留时间关联式,进而通过求解一维非稳态导热方程得到了快速床壁面换热模型。用三位作者已发表的数据代入模型进行计算的结果表明,模型对换热系数的预测值与实验值的偏差较小,证明模型是合理的和可用的。     

同心圆柱套筒间接触热阻研究（Ⅰ）：数学模型

建立了同心圆柱套筒表面间相互接触的粗糙单元体系的三维稳态导热数学模型，给出了数学解析方法和接触热阻的解析表达式。结果表明，单元体的稳态热传导可表达为一个由接触缝隙间流体的热阻、粗糙热阻和收缩热阻构成的模拟电网络。