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。     

建筑外墙隔热保温涂料的实验研究

研究了建筑外墙隔热保温涂料的制备及隔热性能的测试,采用太阳热反射模拟试验方法,研究不同功能填料(粉煤灰漂珠、硅藻土以及沸石分子筛)的添加量及涂膜厚度对涂料隔热性能的影响,并通过对功能填料进行SEM表征及导热系数的测定,分析比较以上几种功能填料的隔热效果。结果表明:制备的涂料均符合国家标准;涂层厚度对涂料的隔热性能影响相对较小;粉煤灰漂珠、硅藻土和沸石分子筛对涂料的隔热性能都有一定影响,其中沸石分子筛添加量为9%的隔热效果最好,其平衡温度比空白降低了12℃。     

硅溶胶/二氧化钛包覆中空玻璃微珠的研究

采用硅溶胶和钛白粉直接包覆法,制得硅溶胶/金红石型二氧化钛包覆中空玻璃微珠,并利用SEM、EDS和导热系数测定研究不同包覆条件对中空玻璃微珠强度及隔热性能的影响。结果表明,硅溶胶单独包覆中空玻璃微珠和硅溶胶/钛白粉复合包覆中空玻璃微珠均能形成包覆层,可增大中空玻璃微珠强度,但硅溶胶单独包覆会减弱涂料的隔热效果;当中空玻璃微珠、硅溶胶、钛白粉质量比为3∶1∶1时,复合包覆后中空玻璃微珠所制隔热涂料的强度和隔热性能达到最佳值。     

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.     

不同气温下防寒服保暖材料的规格确定

采用自主研发的导热系数测试装置及方法,得到了防寒服填充絮料厚度与导热系数间的试验关系.利用多层服装隔热值分配规律,推导了防寒服内胆材料工程厚度与隔热值之间的关系,并最终建立了絮料面密度与其隔热值之间的关系式.根据人体的代谢产热率及国标中有关保持人体热舒适的标准,提出了一种快速简易获得不同温度下保持人体热舒适所需防寒服内胆材料最佳面密度的方法.     

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。     

填料对反射隔热涂料性能的改性分析

制备了一种含碱土金属碳酸盐的丙烯酸涂料和单双组分的聚氨酯涂料.系统研究了玻璃微珠、陶瓷微珠和钛白粉三种功能性填料对两种乳液涂料反射隔热性能的改性效果.结果表明:当玻璃微珠、陶瓷微珠掺量分别为8%和10%时,对丙烯酸乳液涂料的反射隔热性能改善效果最佳;三种微珠复配可使聚氨酯乳液涂料的吸收率降低约38%.功能性填料对聚氨酯乳液涂料反射隔热性能的改性效果明显优于丙烯酸乳液涂料.     

几种隔热填料在水性涂料中的隔热性研究

为有效选择隔热填料,系统研究了常用的成膜物种类和性质,以及填料的含水量、粒径大小、涂层干燥度等对导热系数的影响。通过对制备涂料涂层导热系数的测定,发现填料的表观密度和涂层干燥度对隔热效果的影响最大。因而在提高涂层的隔热性时,必须在实干状态下,尽可能选择比热小、表观密度适中、内部结构疏松、气孔率高、粒径大的隔热填料来制备热阻隔性涂料。     

复合隔热体系对水泥基涂料高温隔热性能的影响

水泥基非膨胀型防火涂料中隔热组分是影响其隔热性能的关键.采用气凝胶粉、空心树脂球、封闭气孔3种隔热组分构成三元复合隔热体系,研究隔热组分总体积不变的情况下,3种隔热组分体积分数的变化对水泥基涂料高温隔热性能的影响,并通过浓度三角形分析气凝胶粉-树脂球-封闭气孔三元隔热系统高温隔热性能的变化规律.研究表明:掺气凝胶粉时高温隔热性能显著优于空心树脂球和封闭气孔,在气凝胶粉-空心树脂球、气凝胶粉-封闭气孔两个二元隔热系统中,随着气凝胶粉体积分数的增加,样品高温隔热性能显著提升;在气凝胶粉-空心树脂球-封闭气孔三元隔热系统中,气凝胶粉体积分数在0. 33～0. 78之间且空心树脂球和封闭气孔体积分数接近时,样品具有较好的高温隔热性能.     

热塑性复合材料等效导热系数测定方法

为了提高热塑性复合材料的导热性,为热塑性复合材料的开发与应用提供依据,研究了一种热塑性复合材料等效导热系数测定方法。将聚酰亚胺模塑粉、胶体石墨和炭纤维作为原料,制备热塑性复合材料,搭建复杂环境下导热系数测试实验平台,通过稳态法对理论上单一材料的导热系数进行计算。把填料转换成体积含量,研究热塑性复合材料导热性能,发现填充石墨和炭纤维的热塑性复合材料导热性能有很大的不同,需研究一种通用的热塑性复合材料等效导热系数测定方法。生成等效结构,在此基础上,依据常物性、无内热源与稳态热传导对热塑性复合材料等效导热系数进行测定,利用从底向上的计算方式求出等效导热系数。通过实验测试平台测量炭纤维填充热塑性复合材料和石墨填充热塑性复合材料,结果表明,所提测定结果基本分布于实测数据周围。通过人为添加满足正态分布的实验误差当成实验测量值对等效导热系数进行测定,所提方法可在测量误差情况下给出准确的热塑性复合材料等效系数测定结果。可见所提方法测定结果准确。     

生物组织热导率的脉冲衰减法测量

采用脉冲-衰减法测量生物组织的热导率,通过合理设计测量电路、选择电路参数,可以使脉冲输入期间探头输入功率的变化小于1％．当测量工况变化时,探头输入功率会产生较大变化,为此,提出了改进的脉冲衰减法．采用本方法,还可以适当提高脉冲输入期间探头的输入功率以增加探头温升,从而减少探头输入功率测量误差以及温度测量段温度测量误差的影响,提高热导率的测量精度．测量结果表明,由于脉冲-衰减法在推导时没有考虑探头尺寸的影响,造成热导率的测量值偏大;为此,进一步给出了一种热导率的测量值的简单修正方法,经修正后的热导率的最大误差为4．25％,平均误差为2．05％．     

室内热舒适性的评价方法

室内热舒适性是空调设计成功与否的一项重要指标,针对几种不同的建筑微气候指标组合,讨论了有关人体热感觉的评价方法和可供工程应用的热舒适图。     

热荷载下梁基频和热屈曲临界变温优化设计

改变梁截面沿轴线的分布可以改变轴向力,提高梁的基频以及梁热屈曲的临界变温.研究在给定材料体积下,以热荷载作用下梁的基频及屈曲临界变温最大化为目标的优化问题.对两端固支梁截面尺寸优化的研究表明,受热荷载时,采用优化设计可以使频率目标值提高更多;随着热荷载的增大,优化的截面积分布形式与最大化屈曲临界荷载的截面积分布形式更相近;最大化临界变温与最大化轴向力的截面积分布形式非常相似;分析了使轴向力最小的截面积分布,验证了上述现象.     

热压碳化硼的热导率和膨胀系数

用激光闪烁法测定碳化硼的导热系数,用DF 1500膨胀仪测定热膨胀系数,研究了其热导率与温度、孔隙度和晶粒度的关系.研究结果表明:碳化硼热导率与温度的关系可表示为1/λ=2+0.0055t或1/λ=(6.28t+1840)×105;热导率与孔隙度的关系可表示为λ=λs(1-θ)/(2+2.2θ)或λ=λs(1-1.5θ);当θ=0.08,且在室温时,碳化硼平均热膨胀系数为4.4×10-6/K,从而可保证该材料在快中子反应堆中安全使用.     

热管热性能的实验研究

进行了热管与铜棒热性能的对比实验。实验结果表明,只有当速度场、温度场和重力场协同时,热管才具有最佳传热能力。热管总热阻随倾角变化,逆重力工作时的总热阻分别是重力辅助和水平工作的100倍和10倍;热源在上垂直热管的蒸发端和冷凝端的当量换热系数分别是水平放置热管的4倍和3倍;铜棒热阻是相同尺寸热管垂直热源在下时的100倍以上,体现了热管热阻小、传热系数大及等温性好的优势。     

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.     

热辐射对双陶瓷层热障涂层的隔热影响

基于热传导、热对流和热辐射理论建立了双陶瓷层热障涂层不透明和半透明物理模型,采用有限元ANSYS软件模拟了稳态温度场.双陶瓷层在不透明时,顶层厚度增加,顶层上表面温度线性增加,第二层和黏结层上表面温度线性降低.在半透明性弱时,与不透明情况类似.在半透明性强时,顶层上表面温度略低于不透明时,第二层上表面温度高于不透明时,黏结层上表面温度先快速后缓慢降低再保持不变,且远高于不透明时.     

热印头发热元件阻值一致性的差值测试法

从热印头的结构与工作原理出发，分析了热印头发热元件的特点，提出了发热元件阻值的测试方法，给出了测量结果．     

应用激光引发热栅方法测量液体热扩散系数的研究

综述了流体工质导热系数及热扩散的各种测量技术,阐明了应用激光引发热栅方法测量液体热扩散系数的理论、实验装置和实验技术,给出了应用该方法测量液体以及液体混合物热徼扩散系数的一些典型结果,并与文献数据进行了比较。     

内置高导C/C材料的疏导式热防护结构防热效果

本文建立了内置高导C/C材料的疏导式热防护结构原理模型,通过实验的方法给出了高导C/C材料与耐热三维编织C/C材料间的接触热阻,并利用数值仿真针对影响结构热防护效果的若干关键参数进行了参数影响研究.研究结果表明:减小耐热层厚度是一种降低驻点温度的有效方法,但是必须同时考虑由此引起的强度问题;界面接触热阻对热防护效果影响很大,必须通过工艺处理降低界面热阻才能实现有效的热防护.