相变贮热材料及其在太空中的应用

相变贮热材料是绿色材料，种类达4300多种，具有清洁和节能等优点。系统地介绍了相变贮热材料分类及其特点，讨论了相变贮热材料在太阳能热动力发电、航天器仪器仪表的恒温控制、舱外航天服方面的应用。     

相变储热材料在供暖地板中的热特性分析

衣文针对一种舍有内热源（如通热水的盘管）的相变贮能采暖地板结构,利用相变传热理论建立研究模型,数值模拟贮热介质在曲边边界条件下、受不同的热边界条件的作用,探讨不同的管间距布置、不同的地板覆盖层和不同供热工况等各种因素对储能地板热性能及储热效果的影响规律。     

贮热材料四氯合金属酸(Ⅱ)二烷基铵固-固相变动力学

热致相变贮热材料四卤合金属酸(Ⅱ)二烷基铵具有层状钙钛矿结构,通过晶型有序-无序转变能可逆地固-固相变贮热. 合成了两种材料四氯合锰酸十二铵n-(C12H25NH3)2MnCl4和四氯合锰酸十四铵n-(C14H29NH3)2MnCl4,并在两种材料的乙醇溶液中结晶出一系列二元混合体系. 对纯组分及各个二元体系利用差示扫描量热(DSC)测定了热分析曲线,采用Kissinger和Ozawa两种动力学模型研究了材料的非等温固-固相变动力学,计算了固-固相变过程的活化能和反应级数. 两种方法的计算结果相一致. 随着C12Mn质量分数的增加,二元体系表观活化能Ea值呈波动变化. CnMn及二元体系的反应级数均接近于1.     

高炉炉缸三维稳态出铁模型

根据热流体力学原理和计算流体力学热焓-多孔介质方法,建立了包含铁水凝固相变的高炉炉缸三维稳态出铁数值计算模型.计算中采用等效对流换热系数的方法对炉缸、炉底的冷却条件进行了合理转化.结合实际高炉炉缸对其流场、温度场和渣皮形貌进行了数值计算和分析.给出了不同高炉容积利用系数和冷却条件下的炉缸铁水流动特征和结渣情况数据,可为现场操作提供技术参考.     

贮热材料PG-PE二元体系相图的构筑

多元醇在固—固相变时能够可逆地吸收大量的热,因此可与建筑材料复合用作贮热介质,特别是三羟甲基乙烷(PG)和季戊四醇(PE)构成的二元体系,有很宽的适宜于太阳能贮存的温度范围,现利用差示扫描量热及变温红外光谱技术测定了PG—PE二元体系相图,确定该相图为完全互溶型,并讨论了结构对多元醇互溶度的影响,相图的构筑为贮热材料的应用提供了理论基础。     

硫氰化铵固—固相变贮能的研究

采用ＤＳＣ和ＴＧ－ＤＴＧ热分析技术研究了无机塑晶材料ＮＨ４ＳＣＮ的热性能。由实验数据表明,ＮＨ４ＳＣＮ是一种有前途的固－固相变贮能材料。     

Na2WO4固—固相变贮热性能的测定

利用DTA-TG热分析技术研究了无机塑晶材料Na2WO4的热性能。实验数据表明,Na2WO4的固-固相变焓总和为164.1J/g,是一种有前途的固-固相变贮能材料。固-固相变的机理是随着温度的升高,Na2WO4晶体的晶格发生畸变,晶型由低对称的晶系向高对称的晶系转变,同时引入振动和转动无序,从而吸收热量。     

MA-SA/蒙脱土复合相变贮能材料的制备

用DSC法研究了豆蔻酸(MA)和硬脂酸(SA)二元混合物的热性能,确定了MA-SA二元低共熔物的组成为67.00:33.00,相变温度为43.13℃;在此基础上,研究了MA-SA二元低共熔物/蒙脱土复合贮能材料的制备方法,并用XRD、IR和DSC等方法对复合材料的结构和性能进行了表征与测试。研究结果表明:MA-SA被有效地包封在蒙脱土层间,制得复合材料的相变温度为41.86℃,相变焓为130.32J/g,贮能性能满足调温纺织品的要求。     

NaAc·3H_2O－NaBr·2H_2O多温截面图

给出了ＮａＡｃ－ＮａＢｒ－Ｈ２Ｏ三元体系中ＮａＡｃ·３Ｈ２Ｏ－ＮａＢｒ·２Ｈ２Ｏ多温截面图，为研究ＮａＡｃ·３Ｈ２Ｏ－ＮａＢｒ·２Ｈ２Ｏ相变贮热体系提供了理论依据。由ＮａＡｃ·３Ｈ２Ｏ和ＮａＢｒ·２Ｈ２Ｏ可制得３８～５３℃的混合相变贮热材料。     

脂肪酸二元体系固液相变动力学研究

为有效地控制脂肪酸贮能材料的相变过程,用差示扫描量法(DSC)研究了癸酸(CP)与硬脂酸(SA),月桂酸(LA)与豆蔻酸(MA)、棕榈酸(PA)二元体系的热力学性能,确定了低共熔混合物的组成、相变温度和相变潜热。运用Kissinger方法计算了CP-SA、LA-MA、LA-PA低共熔混合物固液相变过程的活化能及反应级数,结果表明:反应级数为1左右,活化能为199~226 kJ/mol,为脂肪酸、二元体系在民用建筑和调温纺织中应用提供了重要依据。     

太阳能地下贮热技术及在西藏的推广

本文主要分析了太阳能地下贮热技术的工作原理及其系统的安装技术，还介绍了在西藏的推广应用措施和所带来的各方面效益。     

三水合醋酸钠—乙酰胺低共熔混合物潜热贮能的研究

本文用差示扫描量热法(DSC)研究了CH_3 COONa·3H_2O—CH_3 CONH_2拟二元系统,发现其低共熔混合物在28℃时发生同分共熔,其熔化热为231J/g。从相变温度和贮热容量考查,该低共熔混合物是一种良好的太阳能潜热贮能材料。     

论生物膜的热致相变

本文提出了一个描述生物膜热致相变的统计模型.用统计理论证明了:(1)生物膜的热致相变为一级相变;(2)膜脂分子的脂肪酰链越短、不饱和度越高,则相变温度越低.同时详细的讨论了生物膜热致相变的微观机制.并且指出,在生物膜的热致相变过程中,伴随有低频声子激发,进而计算了相变潜热.这样,不仅满意地解释了实验结果,而且阐明了生物膜发生热致相变的原因.     

基于炉热指数计算和炉温预测的电石炉热状态判断

鉴于炉热状态判断对电石冶炼的重要性,在对电石炉冶炼过程特点分析的基础上,提出炉热指数的基本概念.建立了基于两段式热平衡分析的炉热指数计算模型,在此基础上建立了基于BP神经网络的电石液温度预测模型.采用这两种模型可以更有效地对电石炉热状态进行判断.模型仿真研究表明,电石液温度与高温区热盈余线性相关,用炉热指数判断电石炉热状态是可行的.电石液温度预测模型的命中率达到86.7%.     

三水合醋酸钠——酒石酸低共熔混合物潜热贮能的研究

本文用差示扫描量热法(DSC)研究了CH_3COONa·3H_2O—C_4H_6O_6拟二元系统,发现其低共熔混合物在50℃时发生同分共熔,其熔化热为209.3J/g。从相变温度和贮热容量考查,该低共容混合物是一种良好的太阳能潜热贮能材料。     

附加相变微胶囊多孔织物热湿传递模型研究

为了考察附加相变微胶囊对织物内热湿传递的影响,发展了一个新的含有相变材料的织物热湿耦合模型.模型考虑了相交区间对相变及传热过程的影响及加热/冷却率对相变材料特征温度和相变热的影响,同时也考虑到纤维对蒸气的吸附/解吸现象引起的热湿耦合作用.使用等效热容法对相变微胶囊的相变过程进行了模拟,并用控制体积法对方程进行了离散求解.计算结果与实验观测一致,表明该模型可以用来预测含有相变微胶囊织物内的热湿传递过程.     

热成形条件下TC4钛合金的相变特征

以钛合金TC4为例评述了热成形条件下金属固态相变特征、影响因素和相变规律的研究现状,讨论了工艺条件、相变过程、微观组织与力学性能之间的因果关系. 指出传统相变研究没有考虑塑性变形对相变的影响,因而不能用于分析热成形过程中相变对热塑性加工零件微观组织和力学性能的影响. 给出了作者近期得到的TC4钛合金变形与相变的实验结果;结果证明,热塑性变形对相变有明显影响,主要表现为应变速率增加会对相变有阻止作用,应变增加对相变有促进作用.     

我校《量子几何相位及其相关问题研究》项目获国家自然科学二等奖

2014年1月10日,2013年度国家科学技术奖励大会在北京举行,我校物理与电信工程学院朱诗亮教授与香港大学汪子丹教授合作完成的项目《量子几何相位及其相关问题研究》获得国家自然科学二等奖.该项目属量子力学和量子信息领域,提出冷原子实现和探测相对论狄拉克粒子的理论,并预言可观测相应的拓扑相变,被斯坦福、ETH和Nice大学的实验观察到;揭示了几何相位和量子相变的内在定量联系.该项目是国际上最早研究冷原子几何相位诱导规范势的少数理论组之一,提出实现原子自旋霍尔效应理论,并     

Fe-Mn-Si基合金中ε马氏体逆相变的内耗

利用音频内耗仪测试了Fe-Mn-Si基形状记忆合金热诱发马氏体、一般应力诱发马氏体和热-机械训练后的应力诱发马氏体的逆相变过程.结果表明，热诱发马氏体的逆相变在400～500K完成；经训练后的应力诱发马氏体逆相变开始温度与热诱发马氏体逆相变开始温度相近，但高于一般应力诱发马氏体的逆相变开始温度；一般应力诱发马氏体的逆相变温度低于热马氏体的逆相变温度，随应变量的增加，A     

热参数扰动下一维相变传热定解问题的稳定性研究

研究热参数扰动对一维相变传热方程解的稳定性的影响,应用存在解析解的一维相变传热定解问题,运用数值试验研究了热参数存在误差时,中间值γ、相变面位置及各相温度的变化规律.寒区工程热稳定性的维护取决于对其温度场的准确计算和预测,温度场计算是一个相变导热问题,计算所用的热参数由试验测定,所产生的试验误差难以避免,热参数的误差或扰动是否会引起相变导热问题中相变界面及温度场产生误差是一个微分方程稳定性问题,然而,相变导热问题由于其强非线性,目前尚无解析方法对其稳定性进行判断与分析.分析计算表明,中间值γ的扰动受已冻区比热容c1影响最大;相变面位置的扰动受已冻区导热系数k1影响最大;各相温度场分布主要受该相热参数的影响,而对其它相的热参数不敏感.研究结果可以为寒区工程温度场计算时热参数的测试方法、测试精度等提供科学依据.