温差电效应及其应用

金属和半导体中存在电位差时产生电流,存在温差时产生热流。从电子论的观点来看,不论电流还是热流都与电子运动有关,故电位差、温度差、电流、热流之间会存在交叉关系,这就构成了温差电效应,又称热电效应。     

膜换湿过程热质耦合的分析与模拟

从理论上分析了膜换湿过程中传质过程和传热过程之间的耦合关系,建立了相应的物理数学模型,发展了一种计算热质耦合的方法。分析结果表明传质过程对传热过程的影响主要体现在两方面:一是质量流携带的焓对传热过程的影响,二是吸附和脱附产生的吸附热对传热过程的影响。而传热过程对传质过程的影响主要体现在温度对膜湿阻的影响。采用数值模拟的方法对热质耦合过程进行了研究,结果表明:当热流与质量流方向相同时,热阻随湿度差的增大显著增大,而当热流与质量流方向相反时,热阻随湿度差的增大显著变小,而膜两侧湿度差对湿阻基本无影响。温度的升高会显著增大传质通量,同时降低湿阻,从而使得热流密度和热阻也受到显著的影响。     

室内低温地板辐射采暖的温度分布及湍流流动数值模拟

采用k-ε模型和壁面函数法耦合辐射模型对低温地板辐射采暖房间进行了数值模拟,通过分析室内温度分布特征及流动特性,得出了室内空气温度分布随室内高度的变化关系、围护结构表面温度及热流的分布特性,数值结果表明了在室内主流区域空气温度分布均匀,其温差在1℃左右,从而说明了低温地板辐射采暖舒适性的原因,数值模拟结果也表明了辐射在地板采暖中的重要性,辐射热流达到了总热流的50%-60%。     

超临界CO_2部分预冷循环特性分析及优化研究

针对超临界二氧化碳部分预冷循环,建立了循环热力学模型和经济学模型,分析了循环关键参数对循环效率和系统成本的影响。将透平进口温度、循环压比和换热器窄点温差作为优化变量,以系统的效率最大和成本最小为优化目标,利用非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行多目标优化,获得优化解集的Pareto曲线。结果表明;超临界二氧化碳部分预冷循环是一种高效率的热力循环;在给定条件下,减小窄点温差、提高热源温度、提高透平和压气机的等熵效率可以增加系统效率,增大循环压比、降低热源温度、增加窄点温差可以降低系统成本;优化所得到的系统效率和成本呈同时增加的关系,需要从工程实际情况考虑来选取最优方案。     

短脉冲激光加工硅膜的传热过程及烧蚀图形的二维计算

为研究短脉冲激光辐照硅膜表面后的能量传输过程,基于双温方程的计算方法以及自由电子气理论,建立了求解能量传输方程的二维有限元模型.针对红外以及可见光波段的激光,通过限制硅膜的大小,有效地控制了计算的精度,并得到电子温度与热流的时间以及空间分布.计算结果表明,激光诱导产生的等离子体密度极大地影响了硅膜表面的反射率及光吸收系数;通过分析电子热流密度随时间的变化曲线,得到硅膜内部能量的传输过程;在激光作用过程中,硅膜内部晶格温度始终保持在熔点以下,证明了等离子体密度是激光烧蚀硅膜的主导因素;预测了激光烧蚀的图形,并分析了不同波长的激光烧蚀图形与高斯曲线的关系.     

变热导率的测量方法

1前言热导率是材料的重要热物理性质，因此，其测量就成为传热学的一个重要的研究方向，测量方法也在不断发展[1-4]。很多物质的热导率与温度有关。Ecker[5]分析了温度对物质热导率的影响，指出一些物质的热导率与温度呈线性关系，而另外一些物质则随温度的变化呈现复杂的关系。杨世铭[6]则以图的形式表示了类似的关系。使用稳态法测量物质的热导率时，得到的是在所测温度范围内的平均热导率[7]。对于热导率小的物质（如污垢层和保温材料），可能两侧的温差很大，因此，所得的热导率是在很大的温度范围的平均值。而平均热导率常常并不能满…     

中空纤维膜换热器传热传质性能的实验研究

中空纤维膜换热器可同时实现传质传热, 该换热器可应用于吸收式制冷系统以改善制冷性能. 为探究该膜换热器在溴化锂吸收式制冷系统的运行工况下的传热传质特性, 搭建中空纤维膜换热器性能测试实验台, 采用控制变量法探究在热侧不同入口溶液流速、温度下该换热器的传热量及膜通量变化规律特性. 结果表明: 在热流体其它参数保持不变的情况下, 中空纤维膜换热器热侧溶液的入口流速由3.05 m/s 增至3.30 m/s 时, 换热器总传热量与膜通量均随之加大, 增幅分别为16.0%和2.2%; 该膜换热器的总传热量在冷侧溶液与热侧溶液入口温差10°C 至15°C 内, 增幅达到18.9%, 而膜通量受膜两侧溶液的入口温差变化影响较小, 增幅仅3.1%. 研究表示: 温度的变化对中空纤维膜换热器的传热传质性能影响更为显著, 而流速的变化对水分子的运动影响较小.     

直接甲醇燃料电池热传递数值模拟

本文建立了二维两相非等温的直接甲醇燃料电池(DMFC)模型,综合考虑了DMFC中的电化学反应、热传递、组分传递和甲醇串流。计算了电池内的温度分布、不同电流密度下的膜电极内部最大温差和膜电极平均温度;在此基础上研究了环境和甲醇进口浓度对电池性能、膜电极内平均温度和最大温差的影响。结果表明:膜电极内阴极的温度高于阳极;甲醇进口浓度的上升导致膜电极内平均温度和最大温差上升;环境对电池性能的影响很小。     

液氮滴撞击壁面相变行为的数值研究

采用Level Set-VOF方法建立单液氮滴撞击壁面的数值模型,探索壁面润湿性(30°—150°)、撞击速度(0.1和1.6 m/s)及壁面温度(300—500 K)对液滴撞壁演化过程中相变行为的影响,并理论推导了气膜生长数学模型.结果表明:增强壁面润湿性、提高撞击速度有利于液滴沿径向铺展,从而增大了换热面积并降低热阻,使换热性能得到显著提升;提高壁面温度增大了换热温差,热流密度随之上升;三相接触线处热阻较小导致边缘处热流密度高于中心处,不同润湿壁面上热流分布的差异性因初始速度的增大而缩小,呈现明显的速度效应;在膜沸腾区,传热过程主要集中在撞击初期,气膜是主要换热热阻;基于质量守恒和能量守恒建立气膜生长数值模型,模型预测结果与本文模拟结果和其他研究结果非常吻合.     

基于红外热成像与形式概念分析的面瘫病情客观评估方法

面部神经功能障碍导致面瘫患者患侧面部肌肉运动功能失控,给患者的外貌、生理和情感带来巨大的打击。一种客观量化的面瘫病情严重度评估方法对于面瘫的治疗是至关重要的。提出了一种基于红外热像图和形式概念分析的面瘫严重度评估新方法,共收录了单侧患病的面瘫患者65例。应用红外热成像法,在1月内每隔5天采集一次面瘫患者的面部温度分布图像,将面部红外热像进行预处理,划分为左右对称的六个区域,提取并分析面部左右两侧对称区域的温差,利用形式概念分析挖掘温差与面瘫严重度的关系。结果显示：面瘫患者面部温度分布呈现双侧不对称性,面部区域的双侧温差大于0.2 ℃,而正常人体面部区域的两侧温差均小于0.2 ℃。面部区域的双测温差与面瘫严重度的相关系数平均为0.508。此外,如其中一个区域的左右两侧温差大于0.2 ℃,并且全部小于0.5 ℃,则可以判定面瘫为轻中度;面部任一区域的左右两侧温差大于0.5 ℃,则可以判定面瘫为重度。这种基于形式概念分析的红外热像计算机分析方法可用于评估面瘫导致的面部热失调,有助于面瘫的临床诊断与治理。     

Thermodynamics of an interfacial fluid membrane

We discuss a closed system of field equations for a semipermeable membrane which has particle and heat exchange with its surroundings. In this case we consider a surface with an arbitrary shape for specific quantities and mechanical properties. A representation of the constitutive equations follows from the principle of material objectivity in space as well as on surfaces. The constitutive equations can be restricted by an entropy principle. We present both the Gibbs equation and the entropy flux. Furthermore, we obtain the surface stress and the chemical potential in terms of the specific free energy of the membrane. Both the heat flux and the particle flux normal to the membrane depend on the mean curvature and the friction between the particle across the membrane. The interaction tangential to the interface is dependent up on gradients of the surface stress as well as the chemical potential of the interface.     

微尺度水平单管内流动沸腾特性实验研究

对非共沸混合工质R134a/R32(75/25)在水平微尺度管道内的流动沸腾换热实验结果进行了分析和讨论,以探究微细通道内流动沸腾换热的主导机制。对影响其换热的多种因素(热流密度、质量流量和质量干度)进行了分析,实验得出,当质量干度较低时,热流密度和质量流量共同控制着微尺度管内的换热方式,当热流密度的影响占主导地位时,管道内的换热以核态沸腾为主;当质量流量的影响占主导地位时,管道内的换热以强制对流为主。     

层流高温部分电离气体射流热流密度分布动态测量与分析

采用表面中心位置装有铜探头的平板,对射入大气环境的层流纯氩高温部分电离气体射流冲击平板的热流密度进行了动态测量,分析了测量条件对热流密度及其分布特性测量结果的影响。同时,研制了嵌有铜探头的小尺寸杆状热流探针,在小扰动条件下测量了射流的热流密度分布。结果显示层流等离子体射流具有稳定的能流密度,探针的移动速度对射流中心区域的热流密度测量结果影响很大。     

Convective Heat and Mass Transfer in Magneto Jeffrey Fluid Flow on a Rotating Cone with Heat Source and Chemical Reaction

The present paper addresses the megnetohydrodynamic Jeffrey fluid flow with heat and mass transfer on an infinitely rotating upright cone. Inquiry is carried out with heat source/sink and chemical reaction effects. Further, constant thermal and concentration flux situations are imposed. Optimal homotopy analysis method (OHAM) is employed to achieve series solutions of the concerned differential equations. Important results of the flow phenomena are explored and deliberated by means of graphs and numerical tables. It is perceived that thermal boundary layer thickness possess contrast variations for the heat source and heat sink, respectively. The chemical reaction enhances the heat transfer rate but decline the mass transfer rate. Moreover, the precision of the existing findings is verified by associating them with the previously available work.     

核态沸腾中汽泡动力学及传热机理分析

汽泡的传热及生长特性研究对于揭示核态沸腾的机理具有重要作用。本文介绍了利用高速摄像技术对核态沸腾中汽泡生长及运动现象进行实验观测,并用高速数据采集系统记录汽泡一个生长周期不同阶段的热流密度的方法。在不同的过冷度及壁面温度条件下,观测了汽泡的生长、周期性滑移、颈化和脱离现象。计算并绘制出不同条件下一个汽泡生长周期内的热流密度曲线,与汽泡图片相对应,分析并讨论了造成这些现象的机理。     

Saturated flow boiling characteristics in single rectangular minichannels: effect of aspect ratio

In this study, saturated flow boiling characteristics of deionized water in single rectangular minichannels are investigated experimentally. A special attention is paid to the effect of aspect ratio (channel width to depth, W_ch/H_ch) on the heat transfer and total pressure drop. Experiments are conducted for various values of the mass flux and the wall heat flux. Flow visualization is used as a complementary technique for a deeper physical understanding of flow phenomena. The results show that the channel aspect ratio has a significant effect on both the local two-phase heat transfer coefficient and the total pressure drop. In general manner, the aspect ratio of 1 presents the highest heat transfer coefficients, while the aspect ratio of 0.25 demonstrates the lowest ones. On the other hand, the lowest values of the pressure drop are obtained at the extreme values of the aspect ratio (0.25 and 4).     

外界辐射对浸没在多孔介质中的液体燃料燃烧特性的影响

本文研究了不同辐射通量下浸没在沙床中的液体燃料的燃烧特性.探讨了辐射通量对液体燃料浸没在多孔沙床中的燃烧特性的影响,获得了不同辐射通量下的火焰特性、床层温度分布、离表面最近测点处蒸气区的下边界到达时间、燃烧持续时间及燃料消耗规律.实验结果揭示了浸没在多孔床中的液体燃料在不同辐射通量下燃烧时的特殊规律.     

R32/R134a在微通道内流动沸腾特性

研究非共沸混合工质R32/R134a(质量比,25%/75%)在水平微尺度通道内流动沸腾换热规律。在各种工况下进行了非共沸混合工质R32/R134a在水平微尺度管道内流动沸腾换热的实验,考察了质量流量G、热流密度q、质量干度x对微尺度通道内流动沸腾换热系数的影响。研究表明:在热流密度、质量流量都较低的区域,对细管道,换热系数与热流密度的关联度较大;而对微管道,换热系数受影响的因素比较多,并在干度为0.6时出现"干涸"现象,使得换热系数急剧下降。在质量流量高的区域,对细管道,热流密度对换热系数的影响很小;而对微尺度管道,当干度为0.06时换热系数发生转变,随质量干度的增加先减小后增大,热流密度增大到一定的阶段后,换热系数不再随热流密度变化。     

Stationary velocity and pressure gradients in a thermoacoustic stack.

The second-order time-averaged acoustics of a viscous, thermally conducting gas between closely spaced parallel plates is studied. The acoustic disturbance is studied by expanding the equations of fluid dynamics and heat transfer to second order in Mach number. The undisturbed state is allowed to have a nonzero temperature gradient. A set of coupled equations for the time-averaged pressure gradient, velocity, and temperature are obtained and solved. Particular attention is paid to the relation between the time-averaged mass flux and pressure gradient. An explicit expression is obtained relating the time-averaged pressure drop across a thermoacoustic stack to the time-averaged mass flux through the stack.     

微尺度水平管内沸腾换热特性研究

对不同质量分数下非共沸混合工质(R134a/R32)在微尺度管道内的流动沸腾换热特性进行了比较和分析,阐述了热流密度、质量流量和质量干度对换热的影响。结果表明:热流密度对换热的影响随着质量流量的增加而愈加明显;在质量分数为75%/25%和65%/35%时,换热系数随着质量流量的增大而增大;而质量分数为85%/15%时,换热系数随质量流量的变化先增加后减小;随着质量干度的增加,换热系数在各质量分数下基本上都呈上升趋势。