最佳退火降温速率时间函数及一些类似过程分析

1 最佳降温率数年前,顾世洧建立了在半导体器件生产中用控制降温速率达到消除晶体缺陷的最佳件: dT/dt=-AnvT~2exp(-U/kT) (1) 式中T为退火过程中的温度;t为降温时间;n为杂质原子密度;v为近邻原子振动频率;U为迁移势垒高度Uk为玻尔兹曼常数;A为一综合常数,为正数。详见文献[1]。本文稍有改动是为简化表达。     

沥青混合料降温收缩断裂特性

低温开裂一直是寒冷地区沥青路面的主要病害之一。利用研制的沥青混合料降温收缩断裂试验仪,在不同降温速率和初始温度下,进行了不同沥青及其用量、集料及其级配组成的改性沥青混合料的降温收缩断裂试验,以断裂强度、断裂温度、转折点温度和温度应力曲线斜率的绝对值为指标,对比分析了不同因素的影响。结果表明:改性沥青标号、沥青用量、矿料级配组成、降温速率和初始温度对沥青混合料降温收缩特性的影响较大;采用标号较高的改性沥青,沥青用量为马歇尔方法确定的最佳沥青用量,有利于提高沥青混合料抵抗降温收缩断裂的能力;骨架密实结构的沥青混合料的抗降温收缩断裂性能更好;在初始温度较高的快速降温下,沥青路面的开裂几率较大。     

基于热管的自燃煤矸石山降温效应

为预防煤矸石山氧化发火,抑制矸石山自燃升温,基于热管相变传热原理,在煤矸石山现场开展热管降温效果的单管试验,研究煤矸石山温度分布规律和热管对其内部温度的冷却效果。研究结果表明,试验条件下,热管能够有效降低煤矸石山内部温度,达到抑制升温、预防自燃的目的。60 d内,降温最大值在深度4 m位置,最大值为27℃,平均降温0.45℃/d。水平方向上,矸石与热管距离越近,降温效果越明显,最大控温半径可达3 m,最佳控温半径为2 m;垂直方向上,降温效果随深度增加先增加后减小,蒸发段所在深度为降温效果最佳深度范围。     

人体降温装置的研制

在高温环境下,人的生理功能尤其是体温调节、水盐代谢、血液循环等功能都会出现异常改变。如果温度超出人体承受范围,并且没有采取有效的控制措施,在这种高温环境下,对人的身体健康和正常工作都造成巨大的影响,严重的甚至导致猝死。而如何在没有空调或者其它制冷设备的条件下,利用人体降温装置降低温度,成为了各国科研人员都在研制的焦点。本文主要通过对循环式人体降温装置和新型的人体降温系统—液冷式降温背心这两种人体降温装置进行介绍,阐释它们的基本原理和方法,并进行总结,突出它们的特点。     

仓面喷雾降温机

我校研制的仓面喷雾降温机是为确保三峡二期工程砼浇筑质量 ,改善高温季节和高温时段砼浇筑仓面环境 ,降低混凝土入仓温度和浇筑温度而研制开发的 ,是三峡工程急需的重要温控设备 随着我国经济的发展 ,基本建设的规模日益扩大 ,大型建设工程不断增多 ,仓面喷雾降温机也是这类工程在高温季节和高温时段降低砼浇筑温度、确保工程质量的重要温控设备 我校开发的喷雾降温机经三峡工程现场测试表明 ,降温效果明显 ,最多处降温达 1 0℃以上 ,最少降温也在 3～ 4℃ ,已完全满足了施工要求 这一设备在国内外均属首创 该设备降温效果明显 ,砼仓面…     

沥青路面洒水降温影响及方案研究

针对城市热岛效应问题,路面洒水能有效且环保地降低道路温度,从而缓解城市热岛效应。为研究沥青路面洒水降温影响因素及方案,进行室内洒水试验,分析沥青路面在风速、单次洒水量等影响因素变化下的洒水降温效果。并采用Fluent有限元软件结合质交换准则建立沥青混凝土路面模型,分析辐射吸收率和空气湿度等影响因素。根据以上结果探究一天内路面不同情况的最佳洒水次数和洒水时间。结果表明:1)风速、单次洒水量和辐射吸收率均会影响路面洒水降温的幅度和持续时间;空气湿度会影响路面洒水降温的持续时间,但对降温幅度的影响甚微;2)Fluent有限元软件结合质交换准则一定程度上能模拟洒水蒸发降温的过程;3)路面在不同情况下洒水次数有所差异,多情况叠加时考虑最不利情况。     

湿帘降温系统在陕西某温室的降温特性

为了研究陕西地区现代农业温室的降温特性,通过测试陕西省富平一栋采用湿帘-风机降温系统的温室室内温度、湿度,研究其湿帘降温效果、系统特性、温室的温度空间分布等．通过理论计算与实际测试对比,分析了循环水温对湿帘蒸发冷却效率的影响,验证了高温、低湿气候条件下湿帘-风机这一降温系统的实际降温效果．试验结果表明,温室1m高处平均降温6.7℃,最高降温9.2℃,湿帘蒸发冷却效率高达90.3％,当低于空气湿球温度的循环水时,能够提高湿帘的蒸发冷却效率．     

空调安装位置对房间降温效果的影响

空调在房间中的安装位置对室内温度的分布有着重要的影响,从而影响到降温效果,同时也会对空调的用电量带来影响。合理的安装位置能在节约用电量的情况下达到最佳降温效果。CFD方法是研究流体流动的常用方法,本文简要介绍了CFD方法的常用软件Fluent的特点,并用Fluent模拟了空调房间内温度场的分布情况。     

急性降温对青鱼幼鱼游泳能力的影响

为了研究急性降温对鱼类的行为及代谢的影响,本实验设置25℃→25℃,25℃→15℃,15℃→15℃(驯化温度→实验温度)3个温度组,采用自制鱼类能量游泳装置测定了青鱼(体长8.87±0.75cm,体重11.86±3.60g)临界游泳速度(Ucrit)、耗氧率(MO2)以及疲劳后的恢复耗氧率.研究结果表明:青鱼在3个温度组Ucrit分别是11.32±0.29BL/s、8.04±0.38BL/s和7.73±0.25BL/s,急性降温(25℃→15℃)组的Ucrit是15℃→15℃组的96.2%,降低了3.8%,差异性不显著(P0.05),急性降温在短时间内抑制青鱼幼鱼游泳速度,影响不显著;MO2随着流速的增加而增大,耗氧率与流速关系分别为25℃→25℃:MO2=49.138U+365.990,R2=0.995;15℃→15℃:MO2=42.886U+315.002,R2=0.972;25℃→15℃:MO2=37.265U+259.987,R2=0.973;随着温度升高,耗氧率增大,急性降温对鱼类的耗氧率有抑制作用;疲劳后继续测定耗氧状况,90min内恢复耗氧率均呈先降低后逐渐趋于平稳,恢复耗氧率分别为25℃→25℃:73.14 mgO2/kg,25℃→15℃:102.47mgO2/kg,15℃→15℃,89.38mgO2/kg.研究表明:急性降温对青鱼幼鱼游泳特性具有显著的影响,并且对其行为产生胁迫作用,研究有利于为鱼道的建设提供数据资料,对鱼类的保护具有重要的意义.     

微型冷库货物降温特性的CFD数值模拟

利用CFD-ACE+模拟软件,在不同入口气流速度及温度、货物热传导率及货物比热容的情况下,模拟微型冷库的温度场分布、货物内外温差和降温速度。数值模拟结果表明:制冷气体在冷库内形成规则的通道和速度分布,冷却过程中货物从外部到内部温度逐渐升高;入口气流速度及温度、货物比热容和热传导率对货物的降温速度会产生明显影响;入口气流温度则显著影响了货物内外温差。根据以上分析,通过调整入口气流温度和货物热容,微型冷库内货物内外温差及降温速度得到了优化,为合理选择制冷风机、货物包装材料和包装方法提供了可靠的理论依据。     

开式通道内液氮喷雾的降温特性

为了研究液氮喷雾参数对环境模拟空间温度分布的影响,首先搭建了由液氮喷雾系统和低温测试系统构成的开式通道液氮喷雾冷却实验系统,利用CFD软件针对开式空气回路系统中实验段建立了三维液氮喷雾数值模型,采用欧拉-拉格朗日方法进行液氮喷雾模拟研究,最后进行了实验验证,分析了喷雾质量流量、粒径、喷嘴数量和气流速度对液氮喷雾蒸发和空间温度分布的影响。研究结果表明:随着液氮喷雾液滴直径的减小,液氮与环境气流的换热面积增加,换热效率提高,降温效果改善;当液氮喷雾质量流量增加时,单位时间内喷入空间的液氮量越多,蒸发率越大,冷却效果越好,空间及出口截面的温降越大,但降温速率的增加趋缓;随着喷嘴数量的增加,液氮蒸发量和蒸发率增加,降温效果改善,出口截面温降增加,但出口截面温度分布均匀性会受到喷嘴布置位置的影响;当喷嘴数量增加到一定程度时,液氮的蒸发和降温几乎不受影响;随气流速度增大,液氮的蒸发量和蒸发率逐渐减小,出口截面的平均温度较高。为了增强液氮的蒸发量并强化空间的降温效果,可增加液氮喷雾流量、减小喷雾粒径和气流速度,以及适当增加喷嘴数量,同时需考虑多喷嘴的布置位置。     

沥青路面热反射涂层的降温性能研究综述

传统的沥青路面吸热、储热能力强,容易造成沥青路面车辙问题和加剧城市热岛效应的发展.沥青热反射涂层的使用,可以保护沥青路面稳定性和作为缓解城市热岛效应的措施.分析沥青热反射涂层工作机理和研究方法,结合热反射涂层内外因素对其降温性能的影响进行了研究.最后,分析了沥青热反射涂层对热环境的影响.结果表明,填料折光系数越大,涂层对光的反射能力越强;填料的粒径、体积浓度和涂层的厚度均存在一定最佳范围,在该范围内它们越大涂层降温性能越好;涂层结构的改变可以充分发挥填料的作用,使其降温性能得到提高;着色填料对太阳辐射吸收程度不同,因此不同颜色涂层的降温性能不同;涂层运用在不同类型的路面上,降温效果也不同;在环境因素影响方面,热反射涂层在长期使用中会出现老化、磨损等问题,降温性能也随之降低.各种因素对涂层降温性能影响不同.     

不同降温模式对天然气水合物合成的影响

水合物实验室合成过程中,降温模式对诱导、结晶阶段都具有明显的影响。反应温度过低时,表现为反应速率慢、诱导期长,同时温度过高时,随着反应的进行压力降低,生成水合物会分解。基于升温提高合成反应速率的同时,为了形成稳定、均一分布的高质量水合物样品,在一次降温的基础上,进行了4～2℃和3～1℃两种阶梯降温和4轮次温度震荡的不同降温模式实验研究。结果表明:阶梯降温为3～1℃时比4～2℃诱导期略有增加,但最终形成时间相差不大,同时压降明显增大,气体转化率提高;增加温度震荡次数,压降逐渐增大,但具有次效性。可见阶梯降温和温度震荡均有利于水合物的增量合成,形成多孔介质中分布均一的水合物。     

燃气降温脱水设备模块开发设计

介绍了一种燃气降温脱水模块的设计开发过程,该设备模块用于解决各类燃气内燃机发电机组因燃气中水分含量高而导致的机油乳化、运行不可靠等问题。该设备模块以"燃气降温冷凝脱水"工艺为核心,其设计原理为"游离态水气液分离+燃气被冷水降温饱和水冷凝+二级冷凝水气液分离"。介绍了燃气降温脱水设备模块的工艺及设备结构、燃气冷水换热器及两级气液分离器设计计算过程、风冷冷水机组选型及风冷冷水水箱设计计算过程。同时通过配套低浓度瓦斯发电机组进行现场试验,证明该设备模块具有较好的脱水效果,保障了燃气发电机组的稳定可靠运行。     

不同级配类型水泥稳定碎石路面基层材料的抗裂性能

通过实验室试验,确定了悬浮密实和骨架密实两种集料级配类型各5个水泥用量共10种水泥稳定碎石路面基层材料的各项材料参数,进而分析了材料在温度、湿度作用下的抗裂性能.分析结果显示,悬浮密实型和骨架密实型水泥稳定碎石路面基层材料不开裂的极限降温幅度和极限失水率都是随着水泥用量的增加而减小;相同水泥用量时,骨架密实型材料较悬浮密实型材料的极限降温幅度高19.9%~24.3%和极限失水率高3.6%~6.8%;骨架密实型材料的最佳水泥用量较悬浮密实型材料的最佳水泥用量低约2%,而最佳水泥用量时极限降温幅度高279%~294%和极限失水率高109%~119%.     

不同降温速率对奶绵羊冻后精子质膜和线粒体膜完整性的影响

冻精的生产和应用可充分保存和利用优秀种畜的遗传资源并加快品种改良进程.然而,目前绵羊的冻精技术体系还不完善.戴瑞羊(DairyMeade)是国内引进的新型乳用绵羊品种,为建立适用于戴瑞羊的细管冻精生产方案,本研究选用3只18月龄的戴瑞种公羊(N1、N2、N3),在冷冻曲线的-10℃～-100℃危险温区内设置8个降温速率(30℃/min～100℃/min,间隔10℃/min),利用程序化冷冻仪生产细管冻精,并比较了冻后精子的质膜完整率、线粒体膜完整率和IVF后的胚胎卵裂率.结果显示:1)N1羊60℃/min、70℃/min和80℃/min三个降温速率下冻后精子质膜完整率无显著差异,但显著高于其他5个降温速率组(P0.05); N2与N3羊60℃/min降温速率下的冻后精子质膜完整率与80℃/min组差异不显著,但显著高于其他6个降温速率组(P0.05); 2)三只羊60℃/min降温速率下冻后精子的线粒体膜完整率与70℃/min降温速率组无显著差异,但显著高于其他6个降温速率组(P0.05); 3)60℃/min组冻后精子体外受精后的胚胎卵裂率最高.结果表明,在-10℃～-100℃降温区间内60℃/min的降温速率可获得质量较好的戴瑞羊细管冻精.本研究为戴瑞奶绵羊冻精程序的优化提供了理论依据.     

提高喷管降温效果及舒适度的策略

通过孟加拉生态空调的启发,对一个入口直径固定的轴对称喷管,在不同出口直径、倾角、入口流体速度场及环境温度下所形成的温降和流速差进行了研究探索,以实现用喷管替代普通空调"绿色"降温、环保制冷的目的。实验结论为:在当地环境下,顶锥角为10°、出口直径为9.5cm的喷管在3.4 m/s~4 m/s风速下,降温效果及舒适度最佳,20℃时温降可达3.75%。     

空调节能及水雾降温应用研究

根据卡诺定理 ,从空调制冷过程中的能量变换 ,分析了夏季降低空调器室外机工作温度以及周围温度场中温度梯度对空调运行的功耗影响和节能效果 结合水雾降温的应用实例 ,对水雾降温的原理和应用进行了较详细的论述 ,并对水雾降温的经济性前景作出了预测 给出了水雾降温用柱塞泵设计计算结果 提出了水雾降温、离心雾降温及组合式热交换节能、节水的实用模型 ,结合目前的峰谷电费计量方法 ,提出了蓄能式冰箱空调一体化的设想     

升降温全过程混凝土梁截面抗弯承载力分析

为解释升降温全过程中约束混凝土梁在较大的梁端弯矩作用下而没有发生明显破坏的现象,使用FORTRAN语言自编程序考察了混凝土梁截面抗弯承载力的变化情况.结果表明:(1)轴向约束产生的轴压力使梁截面抗弯承载力有一定程度的提高;(2)单调升温时,随着时间的增加,N-M包络图逐渐内缩,且前期内缩较快随后逐渐减缓,而截面N-M曲线的不对称性越来越明显;(3)对于升降温全过程的情况,降温阶段N-M曲线内缩速率逐渐减缓,降温一段时间后N-M曲线趋于稳定和对称.     

高温矿井冰制冷降温系统经济性

结合平煤六矿矿井热害及其地面制冰-井下降温系统,以热力学为基础,采用(火用)方法分析该降温系统的热经济性,并运用技术经济学分析该降温工程投资的可行性.研究表明:地面制冰-井下降温系统中融冰池(火用)损失最大,冰在融化过程存在相变,相当一部分高品质的能量在发生相变时损失掉,降低了融冰池后输冷环节能量的品质;利用价值型经济评价指标对该降温系统进行了评价,得出该降温系统是可行的.研究成果对热害治理及降温系统改造提供了依据.