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.     

数字重建孔隙结构内流体流动特性的计算研究

数字岩芯技术可重建储层介质的复杂孔隙结构,是从微观尺度上研究多孔介质内渗流过程及渗流机理的重要手段。本文基于真实岩芯的CT扫描图像,通过降噪、阈值分割、二值化处理获得岩芯CT图像的三维数字矩阵,并根据矩阵信息对真实岩芯孔隙结构进行重建,并输出为后续处理软件易读取的通用文件格式。利用Fluent软件对重建岩芯结构中的单相流动现象进行了数值模拟,对流体在复杂通道结构内的流动特性进行了详细分析,并对岩芯试样的宏观渗流率特性进行了预测。计算结果表明,本文采用的方法可高效重建孔隙结构,并对真实岩芯的宏观渗透率特性做出合理预测。     

带有蓄热装置的直膨式太阳能热泵系统的模拟研究

介绍了一种带有相变蓄热装置的直膨式太阳能热泵系统。以青岛天气为例,对该系统的蓄热模式进行数值模拟,得出蓄热装置进出口制冷剂的温度、蓄热材料的液相率随时间的变化,结果表明在太阳能辐射量变化时,该系统的蒸发温度维持25℃左右,系统能够稳定运行;对系统热力学性质进行理论计算得出系统在冷凝温度为70℃时,系统的COP能维持在5.3左右,系统能够高效运行。     

氮化硅纳米薄膜非平衡热导率实验研究

3ω实验方法是一种可以对薄膜热导率进行瞬时测量的方法。根据3ω方法测试原理,搭建了薄膜导热系数测试平台,并且分别测试低频率段和高频段薄膜与基底的温升以及薄膜热导率。测试结果表明:Si3N4薄膜的热导率随温度的升高而增大;高频段下,热导率受频率影响大,误差大;在低频段下薄膜热导率与频率变化基本无关;基于电子与声子的局部热平衡运输方程假设,S i3N4薄膜的热导率具有极度非平衡性;通过比较电阻、热导率与温度的关系可以看出加热器的尺寸大小会影响薄膜的热导率,最佳加热器的宽度选用20μm左右。     

二氧化硅纳米薄膜非平衡热导率研究

二氧化硅纳米绝缘薄膜的传热是靠声子在薄膜的振动实现的.声子在纳米薄膜结构中传输的非平衡性影响了薄膜的热导率,3ω实验方法是一种可以对薄膜热导率进行瞬时测量的方法,本文采用3ω方法分别测量低频率段和高频段的二氧化硅薄膜温升及二氧化硅薄膜的热导率,对二氧化硅薄膜的非平衡热导率进行了分析.     

定向碳纳米管/天然橡胶复合材料导热性能的研究

本文采用溶液共混技术将定向碳纳米管(A-MWNTs)填充到天然橡胶中,得到A-MWNTs填充的天然橡胶复合材料。观察了A-MWNTs在天然橡胶基体中的分散情况,研究了A-MWNTs对天然橡胶复合材料导热性能的影响,并进行多项式拟合分析。研究表明:A-MWNTs在与天然橡胶溶液共混过程中经超声波振荡和搅拌后会被部分打乱。但是在微束单元内是定向的,在整体上呈非定向分布。随着A-MWNTs填充量的增加,复合材料的导热率快速增大。通过对导热率数据进行多项式拟合,以此为研究复合材料导热性能提供可靠的技术途径。结果表明:拟合曲线可以较为准确地预测复合材料导热率的变化趋势。     

倾角不同波纹板片组合板式换热器流动换热分析

通过数值模拟,分析了倾角不同板片组合的板式换热器单流道模型换热和阻力的情况,并结合场协同理论进行分析。模拟结果表明:传热因子j、阻力因子f及面积质量因子j/f均随Re的增大而降低,其值均偏向于倾角较小的板片组合。协同角θ随着Re的增大先增大后基本不变,场协同数Fc随着Re的增大而下降,倾角较大组合的协同性要优于倾角较小的组合。j、f均随着上壁面倾角β_t的增大而增大,在下壁面倾角β_b≤60时变化趋势较大,βb60时,变化趋势降低。倾角不同的板片组合换热器的性能介于构成"热混合"的常规板片性能之间。     

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...