低温下粗糙表面接触间隙气体热导的研究

对低温非真空环境下粗糙接触界面间隙中介质气体的传热进行了理论分析．依据克努森数的大小,建立了不同传热区域的间隙气体热导理论模型．并对影响接触界面间隙热导的克努森数、普朗特数、热导率、适应系数、压力等参数进行了分析,为实际情况下接触界面的传热提供了理论基础．而且通过实验证明了在界面接触压力较小的情况下,即使对于硬度较小导热性能好的接触固体,间隙气体的导热量仍大于通过实际接触点的导热量．     

低温真空下接触热阻温差的理论分析

针对低温真空条件下 ,半无限长圆柱间的接触热阻温差进行了理论分析 ,并得到了一些有用的近似计算公式 ;同时通过与有关文献结果进行对比 ,证明文中的分析近似具有相当的准确度。该分析结果为接触热阻及其引起的温差的计算仿真提供了理论基础     

低温下固体接触热阻与接触电阻的实验研究

在低温工程中,两个接触固体之间存在着接触热阻与接触电阻,将对低温实验中热量及电流的传输产生显著的影响,是进行低温下物性研究的关键。自行研制了一套可同步实现固体接触热阻和接触电阻的测量装置,该系统具有较高的精度,可实现外界力、温度等对接触热阻的测量,同时具备接触电阻的实时测量功能。在此基础上,开展了外界压力、温度、电流对接触热阻和接触电阻的实验研究。实验结果显示:随着压力的增大,接触热阻与接触电阻随之减小;低温下,随着温度的增大接触热阻与接触电阻增大,接触电阻增大的速率要比接触热阻快。温度平衡时,20mA范围内的电流变化对接触电阻的影响显著,对接触热阻影响非常小。当界面温度达到室温后,首次观测到接触热阻和接触电阻会随着温度的增大而减小。     

用分形理论研究低温条件下Al-Al界面间的接触导热现象

界面形貌是固体界面间接触导热的最主要影响因素 ,传统的形貌表征参数与仪器的分辨率和取样长度密切相关 ,因而基于这些参数的常规接触导热模型显然是尺度相关的。分形网络模型利用粗糙表面处处连续却不可微的分形特征 ,采用与尺度无关的分形参数 ,揭示了接触导热的本质 ,为准确预测接触热导开辟了一条新的途径。实验测定了粗糙表面的分形参数和低温条件下 Al50 52 - Al50 52界面间的接触热导 ,将接触热导的实验值与分形网络模型的预测结果进行了比较 ,并就接触热导与压力、分形参数和温度之间的关系进行了分析 ,指出分形网络模型的预测精度与分形参数相关联。     

方波热脉冲法测定低温下固体材料的热物性

提高了一种采用方波热脉冲测量低温下固体结构材料的比热和热导率的非稳态方法。选用玻璃钢作为实验试样，所测量度范围为７７－１５０Ｋ。通过一简单的方波热脉冲可直接测得试样的比热，由温升动态曲线可计算出试样的热导率，中给出了求解热导率的数学方法。     

二极管端面抽运固体激光器晶体棒与热沉接触热导研究

二极管端面抽运固体激光器中,圆棒晶体采用金属热沉夹持并散热,晶体侧面受到的压力呈非轴对称分布.建立了此状态下晶体棒与热沉间无热界面物质、采用厚度为平均间隙厚度和远大于平均间隙厚度的热界面物质三种情况下接触热导模型.针对前两种模型,采用截断高斯模型和塑性形变模型,讨论了接触热导与装配压力、等效均方根粗糙度的关系.建立了晶体棒与热沉的接触散热模型,对高斯型热耗分布,采用有限元法得到了无热界面物质和采用铟箔作为热界面物质时晶体棒温度的空间分布.结果表明:无热界面物质时,晶体棒与热沉间接触热导随圆心角变化较大,其 关键词： 激光二极管端面抽运固体激光器 热效应 有限元法 接触热导     

玻璃钢低温下导热及接触热阻的实验研究

利用稳态法测试了固体复合材料在不同温度下的导热系数及复合材料与铜之间的接触热租。在90K~300K的温度范围内,固体复合材料导热系数随温度的提高而增大,而当温度上升时,接触热阻降低,温度大于100K时,热阻变化较小。     

反复加载情况下低温固体界面间接触导热的研究

文中从固体界面间接触热阻形成机理出发,提出了一种强化接触导热的方法,给出了低温真空环境下,两种金属界面间在反复加载情况下的接触热阻值,对卸载过程接触热导率大于同次加载过程接触热导的实验现象产生机理进行了分析,并指出了下一步的研究方向     

低温固体界面间接触导热“hysteresis”现象的研究

文中以强化低温固体界面间的接触导热为出发点 ,实验测定了低温环境下两种金属界面在过度加载前后的接触热导值 ,指出过度加载是一种经济有效的强化导热方法 ,对卸载过程接触热导率大于同次加载过程接触热导的“hysteresis”现象产生机理进行了分析     

固-固接触界面热传输研究

提出了固-固接触热传导接触界面层的概念并进行了解释。接触界面层的建立,把微结构的散射和辐射热传导机制统一于界面层内,通过对接触界面层、接触界面层的厚度和界面层热导率等的讨论,初步揭示了接触界面层热传导的机制。在界面层微观传热的机制上,建立了接触界面层热阻预测模型,并把模型预测接触热阻值与扩散失陪模型(DMM)以及实验值进行了比较。结果显示该模型克服了DMM模型预测值偏低的缺陷,这些将对接触界面层的微尺度热分析有一定的帮助。     

Experimental Study of Thermal Contact Resistance in Hardened Bearing Surfaces

The significance of thermal contact resistance on a bearing steel surface and its application in the analysis of heat flow through layers has been discussed. In the present study, it is considered that the surface roughness and the interface temperature vary to estimate effective thermal conductivity of the bearing model under steady-state and insulated conditions. Surface roughness was considered in the range of 2.37–7.16 μm, and thermal contact properties of the hardened steels were studied under dry and lubricated conditions. These results help to predict temperature distributions of the bearing using SolidWorks2011 (Dassault Systèmes SolidWorks Concord, MA, USA).     

Correlations of Thermal Contact Conductance for Nominally Flat Metallic Contact in Vacuum

Heat transfer experiments were performed in a vacuum environment (0.045 torr) to find out solid spot contact conductance for nominally flat surfaces of copper, brass, and stainless steel with different surface roughnesses (1–5 μm) for each specimen under several load conditions (0.6–15 MPa). A precise estimation of thermal contact conductance for the interface of sets of similar materials has been carried out employing a steady-state approach. Results have been compared with the theoretical models based on plastic and elastic deformation based theories for nominally flat metallic contacts. It has been demonstrated that a dire need exists to develop an experimentally based generalized correlation of thermal contact conductance for nominally flat metallic contacts that can be used by design engineers as well as for research purposes in different fields. Along with the generalized correlation, a specific correlation for thermal contact conductance has been proposed for three sets of materials. The thermal contact conductance of each set of materials presented in the form of specific correlations for different roughness parameters is one of the most important outcomes of the present research.     

基于冷原子吸收分光光度法的热解析-低温等离子体脱汞技术研究

研究含汞土壤的修复问题，采用热解析和低温等离子体综合技术探究新途径，调整温度、添加剂、时间等因素来判断脱汞效果并探究其不同形态，分析工艺过程废料的内部联系，并对废气处理进行分析实验。结论如下：(1)通过改良技术的BCR连续萃取法，得出研究区汞的形态主要为有机结合态(53%)。之后依次是氧化物结合态(33%)、酸可提取态(8%)、残渣态(6%)。(2)温度对热解析程度影响较大。在500℃以上的热解析条件下，土壤中的汞浓度不足1.5 mg·kg-1。(3)当选用400℃的解析温度时，40 min汞去除总体完成。在低于1 700 mg·kg-1的浓度下，汞去除率随着土壤中的含量的增大而减小。(4)氯化钙对于热解析的促进作用最强，柠檬酸、升华硫也有一定作用，硫化钠对于汞去除形成阻滞。(5)低温等离子体的最佳状态是电源设置电压为22 kV，频率为660 Hz。整个系统的汞去除程度可达近90%。     

高密度酚醛泡沫绝热材料的低温膨胀率的测定

着重介绍了用相对比较法膨胀仪 ,在 77K～ 2 93K温度范围内测试高密度酚醛泡沫不燃绝热材料的低温热膨胀率的方法 ,给出了测试结果 ,并进行了误差分析和讨论。     

氮化铝陶瓷低温热导率的实验研究

根据轴向稳态热流法原理 ,实验研究了 Al N陶瓷的低温热导率 ,为高温超导制冷机直接冷却提供了必要的实验数据。 Al N的热导率在 30～ 170 K之间 ,随温度的升高而增大 ,在 10 0 K时达到 5 8.36 W/ (m· K)。根据平均自由程理论 ,对影响氮化铝陶瓷热导率的微观因素进行了分析 ,影响本次测试氮化铝样品低温热导率的主要因素为声子与缺陷之间的散射。     

不同封装光纤低温测温性能研究

基于拉曼散射的分布式光纤温度传感器由于具有抗电磁干扰、耐高压、可连续测温等优点,在超导电缆及相关超导电力装置中具有潜在应用场景.在超导电缆低温运行环境中,常规光纤封装材料耐低温性能差,其收缩变形会降低光纤测温性能甚至破坏光纤结构.本文对低温下不同封装光纤测温性能展开研究,选择四种光纤样品,在77～287 K温度区间内对其进行了稳态和动态温度测量实验,分析了低温下不同封装材料、结构和厚度等因素对光纤测温性能的影响,给出了适用于液氮低温测温的光纤封装材料和结构,实验验证了聚烯烃紧套光纤在时间和空间上连续测温的可行性.     

考虑接触热阻的纳米颗粒堆积热导率的分析

本文首先使用Callaway热导率模型对SiO₂纳米颗粒的热导率进行了近似计算,然后耦合堆积纳米孔隙内的导热和辐射、颗粒接触热阻,基于颗粒堆积单元结构模型的一维传热分析,最终推导得到了颗粒堆积有效热导率关于颗粒直径和温度、堆积孔隙率、颗粒热导率、气相热导率、辐射传热和接触热阻的关系式,并用该式进行了相关讨论。研究结果表明,对于纳米颗粒堆积,界面接触热阻不容忽略;在低孔隙率和颗粒不参与辐射的条件下,由于受到接触热阻的影响,存在最佳孔隙率（或密度）使得堆积热导率存在最大值。