相变蓄热蜂窝体传热行为数值模拟研究

高温空气燃烧技术通过回收烟气余热降低燃料消耗而得到了广泛应用,换向时间对燃烧特性有重要影响,并与蓄热体结构和材料种类有关。本文建立了含金属类相变蓄热复合蜂窝体蓄/放热模型,考虑材料热物性随温度变化和热辐射,对蜂窝体的蓄/放热过程进行数值模拟,研究了相变材料和换向时间对空气预热温度、能量回收率的影响。计算结果表明,换向时间为120s时,含相变材料的蜂窝体比普通蜂窝体的空气预热温度高39.52 K;从放热开始到结束,含相变材料的蜂窝体的空气预热温度下降幅度约为普通蜂窝体的1/2;使用含相变材料的蜂窝体将换向时间从60 s有效延长至120 s时,空气预热温度高于换向时间未延长的普通蜂窝体,并且保持较高的能量回收率。     

高温空气在蜂窝陶瓷体内蓄热特性研究

采用数值模拟方法对不同孔隙率和孔壁厚的蜂窝陶瓷体的蓄热特性进行研究。对高温空气在不同结构的蜂窝陶瓷体内流动过程中的压降、温度及蜂窝陶瓷体的蓄热特性进行了分析。研究结果表明：流体在蜂窝陶瓷内流动时,处于层流阶段的压降仅为湍流情况下的1／10。蜂窝陶瓷蓄热体的蓄热时间与蓄热体的孔壁厚成正比。蓄热体孔壁厚h=2mm时,出口空...     

碳湿敏膜的非线性感湿特性和导电机理

采用羟乙基纤维素（HEC）和导电炭黑并添加山梨醇增湿剂制备碳湿敏膜,研究了膜在偏离结露区的非线性感湿特性和导电机理.扫描电镜观测到,膜中炭黑粒子形成网链状的空间导电结构;2%炭黑含量使膜的导电通路处于渗流区,膜电阻在80%RH附近对湿度有较强的非线性特性.分析I-V曲线认为,是导电网链中炭黑粒子的间距使膜电阻对湿度变化和测量电压的变化都非常敏感,非线性感湿特性与导电机理密切相关.复阻抗谱表明,碳湿敏样品在33%RH时只出现与炭黑体电阻有关的半圆弧,在80%RH时出现与炭黑粒界电 关键词： 碳湿敏膜 逾渗阈值 I-V特性')" href="#">I-V特性 复阻抗谱     

小型流化床内化学链热解煤焦油实验研究

为优化煤焦油化学链热解的工况参数,采用Fe/Al复合载氧体在小型流化床反应器内进行了煤焦油化学链热解实验,考察了燃料反应器温度、载氧体/煤焦油摩尔比及反应时间对热解结果的影响,对炭黑收率、气相产物的体积分数进行分析,并计算了实验系统的碳平衡及能量转化率。结果表明,炭黑收率随温度和载氧体/煤焦油摩尔比升高先增后减,在温度950℃和摩尔比3时达到最大,气相产物中CO和H2体积份额为70%左右,继续升高炉温和摩尔比会降低CO份额。系统碳平衡为95.5%以上,误差较小,则系统能量转化率最高可达到87%.通过表观气速变化改变反应时间从2.1s增大到3.5s时,炭黑收率及能量转化率无明显变化,由此确定了化学链热解煤焦油的优化运行参数.     

导电炭黑微观结构及其应用性能

以乙炔炭黑、副产炭黑和炉法导电炭黑为研究对象,较为系统地分析了与导电炭黑应用性能密切相关的微晶结构、表面性质、颗粒形貌和粒度分布特征,探讨了导电炭黑微观结构对应用性能的影响。研究结果表明,导电炭黑的微观结构决定了其应用性能,而决定应用性能的关键在于其与基体材料的匹配性。副产炭黑在橡胶和塑料中导电性能较好,乙炔炭黑在锂离子电极材料中的导电性能较好。     

CsI(Tl)闪烁体软X光能量响应的模拟研究

CsI(Tl)闪烁体是X光转换为可见光比较重要的一个部件,在惯性约束聚变中的X光诊断等方面有着十分重要的应用。通过Geant4软件较为全面地分析了CsI(Tl)闪烁体软X光能量响应,模拟了1~5keV的软X光入射不同厚度(20,30,50μm)CsI(Tl)的能量沉积谱,探究了粒子之间相互作用的物理过程,并比较了不同能量软X光在不同厚度CsI(Tl)闪烁体中的沉积效率。仿真结果表明,随着CsI(Tl)闪烁体厚度的增加,软X光在CsI(Tl)闪烁体中沉积的能量也逐渐增加,沉积效率与CsI(Tl)闪烁体厚度成正比。模拟研究为选择合适厚度的闪烁体做低能段软X光探测实验做铺垫。     

炭黑橡胶复合材料导热逾渗行为

研究了导电炭黑40b2填充天然橡胶复合材料的导热性能和力学性能随炭黑体积分数的变化规律,并采用扫描电子显微镜观察了炭黑橡胶体系内部的炭黑分布状况.结果表明,导热性能随炭黑体积分数的变化规律存在类似于导电逾渗现象的导热逾渗现象,逾渗阈值在8.3%～13.63%之间.在逾渗阈值之后,复合材料的拉伸强度下降.炭黑橡胶复合材料...     

炭黑/橡胶体系的导热模型及应用研究

针对炭黑/橡胶复合体系分别建立了立方体模型和球形模型,并推导出热导率计算方程.分别估算了N234炭黑和N539炭黑/橡胶复合体的热导率,与实验结果进行比较发现:复合体系的热导率与炭黑用量、结构性及粒径有关;球形模型比立体模型预测炭黑/橡胶复合材料的热导率更加准确;特别是当炭黑体积份数<20%时,用球形模型预测与实验结果取得较好的一致性.为了了解炭黑体积份数超过20%时热导率的变化情况,需提高炭黑填充量作进一步研究.     

中子半影成像的闪烁体阵列空间分辨力模拟

为了比较3种闪烁体探测器的性能,利用蒙特卡罗方法计算了不同光纤直径的闪烁体阵列的空间分辨和能量沉积。模拟结果表明:相同光纤直径的普通液体闪烁体阵列空间分辨力比塑料闪烁体阵列提高了约0.1 mm,而氘代液体闪烁体阵列空间分辨力约为普通液体闪烁体阵列的1/2;富氢闪烁体的能量沉积比氘代闪烁体高;闪烁体光纤直径越小,分辨力越好;闪烁体越厚,光产额越高。     

新型仿生蜂窝结构的设计与耐撞性能分析

受自然界毛竹微观结构的启发,在传统圆管与六边形管的基础上引入内管及双菱形肋骨,通过拓扑衍生方法设计了两种新型仿生蜂窝结构。在此基础上利用有限元软件ABAQUS对新型仿生蜂窝的耐撞性进行数值模拟,研究了蜂窝单胞构型、蜂窝壁厚、双菱形肋骨夹角对仿生蜂窝耐撞性能的影响。此外,基于超折叠单元理论,建立了仿生蜂窝结构的理论分析模型。结果表明:仿生蜂窝的面外压缩耐撞性能优于传统圆形蜂窝和传统六边形蜂窝。新型仿生六边形蜂窝的比吸能相比传统六边形蜂窝提高51.18%,压缩力效率提高53.14%。仿生蜂窝结构的平均压缩力理论预测结果与数值模拟结果吻合,两者间的误差均在10%以内。单胞构型为六边形的仿生蜂窝的耐撞性能优于圆形仿生蜂窝。适当增加仿生蜂窝壁厚或增大双菱形肋骨夹角,均有利于提高结构的耐撞性能。     

新型径轴向混合填充式回热器轴向导热特性研究

针对所开发的新型径轴向混合填充式回热器进行了轴向导热特性的研究和分析.使用低热导率的非金属材料制作回热器管壁对回热器性能有积极影响.通过回热器轴向填料的轴向导热损失占填料总轴向导热损失90%以上.在通过回热器的三项轴向导热损失中,通过回热器填料轴向导热损失占主导地位,其与通过回热器管壁是两项可比拟的损失项,通过回热器中...     

振荡流下回热器压降特性的实验研究

研制了一种简单实用的实验装置,用于振荡流回热器压降特性的研究。在活塞提供的振荡流作用下,研究了回热器孔隙率、长度、堆叠方式及温差对回热器动态压降的影响。实验结果显示,丝网型回热器的动态压降与回热器的长度及孔隙率几乎呈线性关系,而在相同条件下与丝网的堆叠方式无明显的关联;此外,回热器的动态压降随回热器两端温差的增加而增大,与温差变化方向无明显联系。本文研究的目的是为斯特林回热器的设计提供相关的实验数据。     

蓄冷器空体积对脉冲管制冷机性能的影响

基于理想气体与蓄冷器的假设,运用热力学第一、二定律对蓄冷器进行热力学分析,研究工质温度在蓄冷器单元内的变化,以及脉管制冷机运行频率对工质温度的影响,并运用Matlab软件,对蓄冷器单元内温度进行模拟。研究表明:对于理想蓄冷器,同等压力波幅下,增大频率和蓄冷器空体积,都会增大气体的温度波动幅值。     

空气取水器中两种型式回热器的性能分析

对制冷结露法空气取水器中的回热器进行了分析研究。该系统分别采用间壁式和混合式两种不同型式的空气回热器,并对两者分析比较。研究表明:在制冷结露法空气取水器系统的设计中,采用间壁式回热器要比混合式的取水效果更好。     

多段式回热器的斯特林热声发动机CFD仿真

热声回热器的温度梯度使得轴向气体存在不同粘性,因此单一水力直径的丝网会引起回热器的直流损失。为了减小该损失,文中提出了多段式回热器结构,建立了适用于大振幅下斯特林热声发动机的三维CFD计算模型。计算结果验证了多段式回热器能有效提高热声发动机的整机性能。该研究有助于增加对回热器的进一步认识和理解。     

缝隙回热器式脉管制冷机的数值分析

提出一种缝隙回热器式脉管制冷机,并进行了计算机模拟.运用有限差分数值计算方法,对其进行了较全面的热力分析,着重讨论了一些运行参数和结构参数的影响.     

活性炭吸附氦气式回热器的吸附特性研究

回热式低温制冷机在空间探测和地面实验中都有重要应用,但是在液氦温区工质氦气的体积比热容高于目前几乎所有的蓄冷材料,导致回热器效率低下.直接使用活性炭吸附一部分工质氦气作为蓄冷填料是一种潜在的解决方案.基于4～J10 K温度区间内吸附量的实验数据,建立了低温动态吸附计算模型,分析了液氦温区动态吸附特性对回热器性能参数的影...     

Energy flow measurements in acoustic waves in a duct

Where, how much and how efficiently the energy conversion takes place in a regenerator of a thermoacoustic engine are expressed using the axial distribution of acoustic work flow and heat flow. As a first step in determining the energy flows inside the regenerator, measuring methods of the work flow are briefly described and the experimental results in an acoustic resonator are shown. Applicability of these methods to the regenerator is discussed.     

壳管相变蓄热器强化传热实验研究

为了强化相变蓄热器传热性能,本文设计了三种新型壳管相变蓄热器结构,并对其换热性能进行实验研究。结果表明:在蓄热器内部添加分层结构和斜翅片换热性能最高,内部温度达到均匀化的时间随换热单元数增加而增大;换热管道间翅片的添加可有效地强化换热效果,改善蓄热器内部出现的温度严重分层现象,温度分布更加均匀;在研究范围内,换热流体温度的增加可有效提高蓄热器的换热效率,缩短相变时间。