木质材料热物理性质测试装置的研制

木质材料一般均是热的不良导体，在建筑和室内装饰行业得到广泛的应用。导热系数、导温系数、比热等热物理性质是反映其质量的重要指标。传统的稳态测试方法时间很长而且只能测导热系数。本文根据热脉冲法的原理，研制了一套测试木质材料热物珲件质的謇验装置。该装置造价低、测试时间短，准确度高，可以同时测量多个热物性参数。     

计时法快速测定材料导热系数,比热容和热扩散率

以一维半无限体瞬态导热积分方程为基础，提出了测定非金属材料导热系数、比热容和热扩散率的数学模型，给出了实现方法和步骤。并以有机玻璃和电木为例做了实例测定。测试结果表明：该方法具有测试时间短、精度高等特点，尤其是在一台装置上可同时测定材料导热系数比热容和热扩散率3个重要的热物性。     

大温差测试条件下热防护材料高温导热系数试验方法

热防护材料高温导热系数是进行高超声速飞行器设计不可或缺的参数。通过热防护材料导热系数理论分析以及传统稳态法试验原理数学推导,说明了热防护材料导热系数物理本质。探讨了试验温差对热防护材料导热系数测试的重要性和传统稳态法在测试热防护材料高温导热系数时的技术局限性。基于热防护材料内部温度分层特征以及导热系数-温度非线性关系函数形式直接假设,提出并分析证明了两种适用于大温差测试条件的热防护材料高温导热系数试验方法。对热防护材料高温导热系数获取有重要的参考价值。     

双室热保护法测定保温材料导热系数的研究

给出了双室热保护法测定保温材料的导热系数的原理,设计了测试装置。外室作为热保护装置,内室作为测试加热装置,基于稳态下测试保温材料平板的导热系数,该装置不受保温材料尺寸的限制。文章分析了影响测试结果的因素和理论误差,该装置可以用于保温材料出厂前的导热系数的测试及使用过的保温材料的老化程度的检验。     

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.     

热线式液体导热系数测定仪的研制

本文介绍热线式液体导热系数测定仪的研制工作。利用研制成的测定仪测试了国际标准材料甲苯的导热系数。本工作所获得的数据未作修正时,与国际上推荐数据相此,普遍偏大0.72～1%。若修正端部热损,两者最大偏差则为0.38%,足证本仪器具有较好的测试准确度。本文还讨探了测试时间的长短对测试结果的影响。根据分析结果,如果合理采用测试时间,不仅可以加快测试速度,而且还可以提高测试精度。最后还分析了各项测试误差,并由此提出了改进的方向。     

常功率平热源法测试耐火材料热物性的研究

在对常功率平面热源法基本原理深入分析的基础上,根据其在第二类边界条件下半无限大物体一维导热的数学模型,研制一套低导热系数材料的热物性测量装置,并结合相关文献通过数值计算获得高斯误差补函数一次积分较为精确的解.设计的测试系统采用数据采集卡DUT5000,利用VB编程技术对温度进行实时采集及处理,测定8种耐火砖和陶瓷纤维的导热系数和导温系数.研究结果表明,本研究所设计的测试系统所得导热系数和导温系数与文献中的结果相对误差不超过6%,具有结构简单、操作方便、测试时间短、精度较高等特点.     

绝热保温材料热物性的准稳态法测试

根据准稳态平板法测试材料物性的原理,建立了在温区－30℃至室温范围的导热系和比热实验的测试装置,并通过实验测定了几种常用绝热保温材料的导热系数和比热的数值,可供有关单位实际运行时参考。     

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.     

基于HAM模型的竹材热湿物理性质试验研究

为获得典型竹材的材性参数,明确竹木之间以及不同竹材之间的差异,选择整竹展平板、竹集成材、竹胶合板、竹重组材、竹刨花板、大片竹材定向刨花板等6种代表性产品,系统地进行基于建筑围护结构HAM模型的热湿物理性质测试.项目包括:测定基本物理性质的密度计算和真空饱和实验;测定湿储存性质的平衡吸放湿实验;测定湿传递性质的毛细吸水实验、蒸气渗透实验和干燥实验;测定热储存性质的热分析;测定热传递性质的导热系数测试和表面光热性质测试.测试结果初步形成竹材热湿物理性质的参数基础;与18种木材产品的对比表明,竹材湿储存和湿传递性质普遍小于木材,而同时表征热储存和热传递性质的蓄热系数大于木材;6种竹材之间的对比表明,竹材改性有利于均匀性的提高,可拓展其材性频谱范围,并使区别于木材的特性得到强化.     

金属材料熔点温度多个热物性的测试

通过测定固、液相界面的移动速率来确定金属及合金在熔点温度附近的导热系数、导温系数、电阻率等多个热物性参数。对于熔点温度较低的镓、伍德合金熔点热物性参数可用相变导热反问题的近似分析解求得,对于熔点温度较高的铅、锌的热物性参数可用数值计算与实验相结合的方法测定,并设计了相应的测试装置。测试所得的结果与文献数据吻合较好,误差小于15％,而且测量较简便,该方法可用于金属及合金相变条件下固、液相多个热物性的测试。图2,表1,参10。     

用平面热源过渡态平板法同时测定烟叶的λ、α和cp三种热物性

烟叶和烟丝的热物性是卷烟生产的重要基础数据，本论文介绍一种可同时测定烟叶和烟丝的导热系数λ、热扩散率α和比热容cp的平面势源过渡态平板法的测试原理、测试装置及用该方法测试的部分烟叶热物性数据，并初步对测试结果进行了定性讨论。     

太阳能热发电复合相变蓄热材料的实验研究

针对相变材料无机盐KNO3/NaNO3(摩尔比50/50)导热系数低,影响了蓄热系统充放热过程传热效率,制备了适用于太阳能热发电系统的无机盐/膨胀石墨复合相变材料,对复合相变材料的微观结构和热物性进行了分析,并搭建充放热测试平台对相变材料分别进行了热性能研究。结果表明:复合相变材料中的无机盐均匀分布在膨胀石墨中,其相变潜热与基于复合材料中无机盐质量分数的计算值相当,添加膨胀石墨后相变材料的导热系数得到了改善;在充热过程中纯无机盐的换热方式以自然对流为主,同一蓄热单元内沿轴向上下位置温差较大,不同蓄热单元内相同位置完成充热过程所需时间从上到下依次增加,而对于无机盐/膨胀石墨复合相变材料(质量比90/10)充热过程以导热为主;与纯无机盐不同,同一蓄热单元内沿轴向上下位置温度变化趋势基本一致,不同蓄热单元相同位置完成充热过程所需时间几乎没有差别。添加膨胀石墨后,相变材料的充热过程所需时间减少较小,而放热过程所需时间减少约45%,传热介质流量的变化对复合相变材料充/放热过程影响较小。     

基于相变材料的锂离子电池热管理

相变材料被动式冷却利用相变材料相变时温度基本保持不变吸收或放出热量的特性,对电池组进行热管理。该冷却方式具有寄生功耗低、温度均匀性好、吸收或释放热量多等特点。但由于相变材料导热系数普遍较低,难以满足电动汽车在高电流密度工况下的电池热管理要求,从而限制了相变材料在电池热管理中的进一步应用。如何有效地提高相变材料的导热系数,同时保证其储热能力和化学稳定性,成为了研究相变材料电池热管理系统的关键问题。通过强化传热措施包括添加导热颗粒、金属翅片、泡沫金属和膨胀石墨可提高相变材料的导热系数。总结了四种强化相变材料传热的措施的研究进展,并概述了其传热措施的影响因素和强化传热效果。     

基于LabVIEW的材料热性能测试系统设计

材料热性能的检测是土木工程材料研究中的一项重要工作,而衡量热性能的一个重要指标就是导热系数。它是材料基本的热物理性能参数之一,是物质的固有属性,表明物质导热性能优劣程度。本设计主要针对导热系数对材料的热性能进行检测。本设计采用具有通讯简单,人机界面清晰,数据采集精度高等优点,将会是材料热性能检测不错的选择。     

室内外导热系数测试差异对地源热泵系统换热设计的影响研究——以黑龙江省鸡西市MJX01钻孔为例

为了研究不同方法所得到的导热系数差异对地源热泵系统换热设计的影响,以黑龙江省鸡西市MJX01钻孔为例,通过对该钻孔开展室外测温热响应测试和室内岩石热导率系数的试验测试,利用多场耦合数值模拟软件TOUGH2-MP建立了数值分析模型。结果表明,室内试验测试获得的导热系数普遍低于室外热响应测试。数值分析模型以热响应测试结果为标准,定量评价了不同测试方法得到的导热系数差异对钻孔换热造成的影响,得出分布式测温计算的方法。本研究不仅能够计算出不同层位岩石的原位导热系数,更有助于预测不同深度地层的吸热能力,为优化钻孔热交换器设计深度提供依据。     

秸秆纤维复合墙体的湿热耦合特性及热爆机理

通过非稳态热流法和PCK实验装置测定秸秆纤维复合墙体的基本热物理量,研究了温度对秸秆纤维复合墙体的热传导和湿迁移特性的影响,并得到了导热系数、湿迁移系数与温度的简化关系式.考虑秸秆纤维增强水泥非均匀的材料特性,建立了秸秆纤维复合墙体在火灾条件下的一维湿热耦合数值分析模型,实现了材料试件由裂纹萌生、扩展到贯通的全过程数值模拟.对比不同时刻材料试件的温度分布、压力分布和裂纹深度,研究了各试件的峰值强度、裂纹深度和爆裂特性.对不同含水率的秸秆纤维复合墙体进行受热后的现场测试,验证材料的热爆性能及数值分析结果,结果表明:两者基本一致,且湿迁移系数越大,压力峰值越大,材料越不易爆裂.     

稳态热流计法导热仪测试人造板导热系数

叙述了稳态热流计法导热仪测试人造板导热系数的原理和方法，讨论分析和比较了两种人造板的测试结果。结果表明：稳态热流计法导热仪具有稳定时间短、测试方便等优点，可用于测定固体材料、纤维材料和多孔隙材料的导热系数。     

快速法测定导热系数中的几个问题

本文简要地叙述了快速法测定导热系数,导温系数等工程材料热物理性质的测量原理,订正了一个计算公式,指出了测量中统一使用国际单位制的意义,以及对不同材料正确控制测量条件,获取测量数据的一个简便方法。     

基于快速热响应相变材料的电子器件散热技术

以石蜡为相变材料,利用膨胀石墨的高导热系数和多孔吸附特性,制备出高导热系数的快速热响应复合相变材料,其导热系数可达4.676 W/(m.K).将该材料应用于电子器件散热装置,在不同的发热功率条件下,储热材料散热实验系统的表观传热系数是传统散热系统的1.36～2.98倍,其散热效果明显优于传统散热系统,可有效提高电子元器件抗高负荷热冲击的能力,保证电子电器设备运行的可靠性和稳定性.