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。     

不同形状颗粒弥散复合材料的等效导热系数

根据最小热阻力法和比等效导热系数法对不同形状颗粒弥散复合材料的等效导热系数进行预测。采用以颗粒在传热方向上的特征长度为边长的立方体体积与实际颗粒体积之比作为形状因子,对不同颗粒形状等效为立方体时的无量纲相对特征长度进行修正,基于形状因子进一步推导了适用于不同形状颗粒弥散复合材料在中低体积分数情况的等效导热系数通用计算公式。此通用计算公式与实验值及其它模型计算值吻合较好,对于导热增强型复合材料,体积分数一定时,其等效导热系数与颗粒形状因子呈正比,增加颗粒在传热方向上的尺寸能有效提高复合材料的导热性能。     

多相固体的等效导热系数

文章以复合材料为背景,叙述了多相固体宏观等效导热系数的理论和建立预报设计公式的基本方法;具体地导出了单向纡维复合材料和空心微珠复合材料等效导热系数的组分设计公式。     

有机液体导热系数的新推算式——通用相关式和醇、烷、芳香族的具体推算式

本研究用相关法给出了有机液体导热系数的通用相关式和醇、烷、芳香族的液体导热系数的具体推算式,经比对,22种液体的计算值与TPRC 及其他权威参考文献的推荐值之间的平均偏差约为-1.5%,本推算式具有相关参数少和精度高的优点.     

气凝胶及其纤维复合材料等效导热系数预测

为了研究气凝胶及其纤维复合材料的隔热性能,分别数值重构了几种气凝胶及其纤维复合材料的微细观随机结构,采用格子Boltzmann方法数值求解了它们的等效导热系数,同时用基于瞬态平面热源法的Hot Disk热常数分析仪测量了它们在复杂环境下的等效导热系数。研究表明:骨架连续的开孔型微观结构比骨架不连续的颗粒型微观结构更符合气凝胶的实际结构,开孔型结构等效导热系数的数值预测值与实验值的偏差大部分在±10%内;气凝胶的密度值会影响它的隔热性能,且存在着最佳的密度使得气凝胶的等效导热系数最低;纤维复合气凝胶的等效导热系数随着纤维体积分数的增加而增加;纤维在垂直于热流方向的水平面内随机排布时对气凝胶的隔热性能影响最小。     

高压气体及混合物导热系数的推算

化工上常用的计算高压气体导热系教的关联式均须有常压下的数据才能应用。最 近，Ｃｈｒｉｓｔｅｎｓｅｎ－Ｆｒｅｄｅｎｓｌｕｎｄ提出了三参数对比状态型的关联式弥补了这种缺陷， 但其推算精度较差。 本文分别对Ｃｒｏｏｋｓ－Ｄａｕｂｅｒｔ及 Ｃｈｒｉｓｔｅｎｓｅｎ－Ｆｒｅｄｅｎｓｌｕｎｄ公式加以修正，使 其精度显著提高。     

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     

推算有机卤代烃导热系数的新方法——修正Viswanath法

在推算饱和液体导热系数的Ｖｉｓｗａｎａｔｈ方法的基础上，参考了Ｌａｔｉｎｉ修正式的思想，对Ｖｉｓｗａｎａｔｈ方程的原形作了进一步修正，使推算范围从液态扩展到低压下的气态．在提高原方程精度的基础上，改善了预测性和外推性，使其计算平均偏差小于６％．该修正式可用于甲烷系卤代烃、乙烷系卤代烃（氟里昂）在上述范围内的导热系数的推算．     

铝卷径向等效导热系数的仿真

利用铝板退火加热实验采集到的温度,通过热传导反问题的求解,求得铝板间的等效导热系数,将其等效为铝卷径向导热系数,并推导出铝卷强对流传热系数对温度的数学表达式,从而构建更准确的铝卷退火的温度场模型.运用ANSYS有限元分析软件,综合考虑铝卷的导热系数和对流换热系数随温度变化的非线性,模拟铝卷退火过程中的瞬态温度场.仿真结果表明:在退火的开始阶段,铝卷外表面与芯部温差较大,最高达173 ℃;在保温阶段,铝卷内部温差逐渐减小,温差只有3 ℃,最后稳定在545 ℃,与实测结果较吻合,证明所建立的数学模型是可靠的,同时,为铝卷退火工艺的优化提供了理论依据.     

混合对流圆柱形封闭空间的等效导热系数及其应用

以从热面向冷面传热量相同为条件,针对封闭空间内具有混合对流及导热问题引进了等效导热系数概念。以圆柱体熔体为背景计算了等效导热系热以及它与熔体空间形状、Re数和Gr数等因素之间的关系,对所得结果进行了物理的解释。这些结果对诸如金属凝固、晶体生长等问题的计算有一定参考价值。并将计算结果与砷化镓单晶生长过程中实测数据进行对比,两者相当吻合。     

基于分形理论的石墨泡沫新材料导热系数

新型导热材料石墨泡沫具有很好的热物理性质.文中应用分形理论讨论了这种新型多孔材料的分形特性,并在此基础上建立了石墨泡沫材料的导热模型.采用热阻法给出了石墨泡沫材料的等效导热系数的关系式.在空腔边长为200～500μm,对应的体孔隙率为82%～73%条件下,计算了石墨泡沫的体积分形雏数和等效导热系数.这种新的研究方法对多孔材料热物性研究有一定指导意义.     

碳纳米管为填充物的纳米流体的有效热导率

通过考虑几何各向异性和界面效应,应用我们推广的微分有效媒质理论去研究纳米流体的热导率增强。重点研究了纳米颗粒的纵横比和界面热阻在对体系有效热导率增强的影响。通过和实验数据比较,推广的有效媒质理论可以委好的解释多壁碳纳米管/油米流体的确良异常增强,而且还成功的解释了在低体积分数下随体积分数增加而出现的非线性行为。     

泡沫型多孔介质等效导热系数的计算

该文根据泡沫状多孔材料的结构特点,建立了一种简化的单元体模型,利用最小热阻法分别导出连通孔型多孔材料气固两相的综合导热系数、辐射等效导热系数和材料总等效导热系数的计算公式。将计算结果与不同来源的实验数据进行比较,结果表明,公式计算值与相应材料的实验值有较好的一致性,同时合理反映出热辐射在多孔介质传热中的重要作用。该文所得计算公式简单方便,具有一定实用价值。     

固定床有效导热系数的研究

采用稳态法和非稳态参数估值法测定了气体静止时固定床有效导热系数(以下简称固定床的有效导热系数),前者采用圆柱体导热模型,求得在某特定温度下固定床有效导热系数;后者根据固定床拟均相非稳态传热模型,获得了适用于宽温度范围的固定床有效导热系数与气体导热系数和固体导热系数之间的关联式。并将填充挤条型氧化铁系催化剂、催化剂载体Al2O3和玻璃珠的固定床的测定结果与前人推荐的固定床有效导热系数的多种计算方法进行比较。结果证明,对于气-固体系计算固定床的有效导热系数较为适宜的经验式为:λb0=λf×10(0.785-0.057lg(λs/λf))×lg(λs/λf)。该经验式在20～500℃对于高、中、低导热系数多种物系的固体颗粒床层均适用。     

Thermal Conductivity Measurement of Materials by Cross Hot-wire Method: the Effect of Thermal Couple on the Measure

对“交叉热线”实验中测温热电偶尺寸对材料热导率测量精度的影响做出了理论分析，推导出一个实用的热线温升修正关系式。用它对硅藻土砖、轻质粘土砖和建筑红砖这类不透明固体的热导率进行了测试，结果与平面热源法及文献中的数据相符合，此外，在３００～１３００Ｋ温度范围内，对Ｋ９冕玻璃试样的热导率进行了测量。     

基于空心球聚合体的多孔介质有效导热系数的两种模型

根据硬硅钙石型微孔硅酸钙的结构特点,将其简化成空心球聚合成的多孔介质,建立了点接触空心球壳与面接触空心立方体两种单元体模型.采用一维热传导分析,推导出有效导热系数的理论计算公式.计算结果表明,模型计算值与硅酸钙实验值有较好的一致性.理论模型可应用于与微孔硅酸钙具有类似结构的多孔介质导热系数的估算.     

粉煤灰细度及水料比对加气混凝土导热性能的影响研究

为探讨粉煤灰细度与水料比对加气混凝土热工性能的影响,揭示导热系数产生变化的成因,利用防护热板法的DRH单试件导热系数测定仪,测试不同粉煤灰细度与水料比加气混凝土的导热系数,采用双因素方差分析方法,考察对加气混凝土导热性能影响的显著性,并研究其作用机理。结果表明：粉煤灰细度与水料比均对加气混凝土导热性能有显著影响;利用拉普拉斯公式,阐释两因素变化导致加气混凝土中气孔性状的改变,进而探析引起导热系数变化的根本原因,可为生产高性能粉煤灰加气混凝土提供借鉴。     

新型多孔保温材料的制备及性能

基于微尺度传热传质机理,以膨胀珍珠岩为骨料,水玻璃为粘接剂,煅烧高岭土、碳酸钙、锂基膨润土等为添加剂,通过微波加热膨化,制备了一种硬质多孔保温材料,研究了加热膨化方式对所制备的保温材料性能的影响,并探讨了不同原料组成时导热系数的变化规律.结果表明,膨胀珍珠岩/水玻璃/锂基膨润土/煅烧高岭土/CaCO3的最佳质量配比为46∶36∶13∶3∶2,膨胀珍珠岩和水玻璃的含量是影响保温材料导热系数的主要因素,锂基膨润土、煅烧高岭土和碳酸钙等添加剂可有效地增强保温材料的机械强度和耐水性.