窄间隙矩形通道内填充泡沫金属后的换热性能分析与应用

本文以窄间隙矩形通道内填充泡沫金属后与空气强制对流的换热效果为研究对象,建立了窄间隙矩形通道内填充泡沫金属的多孔介质三维散热模型,采用ANSYS-FLUENT软件对该模型进行了模拟,并进一步分析了截面速度分布、表面换热系数、努塞尔数等参数对泡沫金属内部流动与换热特性的影响.最后,以电动汽车电池模块为验证对象.在同等风速下,在矩形电池单体间隙内填充泡沫铝后,电池壁面温度最高可下降4.3℃,最大温差可下降3.2℃,验证了利用泡沫金属对电动汽车电池模块散热的可行性与有效性.     

圆柱形动力锂电池传热分析及升温特性

动力锂电池的产热功率、物性参数和散热效率对电池的工作性能及安全性具有重要影响。本文分析了26650型磷酸铁锂电池的产热功率和电芯的等效密度、比热容、导热系数等物性参数;采用流体力学软件Fluent模拟电池内部的温度场。结果表明:电芯的轴向导热系数远大于径向(λ轴向=26.96 W·m2·K-1,λ径向=0.98 W·m2·K-1);在空气自然对流下,数值模拟预测电池表面温度值与实验测试结果基本吻合;电池的Tmax随hside或hbottom的增大而减小,增大hside更能提高电池的散热效果。     

弯管对超声波流量计测量精度的影响及改善措施

流体经过弯管易产生二次流、涡流等扰流情况,使流道内流速分布不均匀,会对流量计的测量精度产生影响.为研究扰流对流量计的影响,利用建模与模拟仿真方式,对G16型号单流道流量计在入口管道为双弯管及半月双弯管情况下的计量效果展开研究,计算两种情况下相对于入口管道为直管时的流量误差度,以此表明单流道流量计在安装弯管时,扰流给测量...     

扰流子结构对管内换热影响的三维数值研究

在空气流经管内换热器时，为获得较好的传热强化效果，本文分别采用四种不同结构的扰流子，在入口雷诺数Re从12000到28000的变化范围内进行三维数值模拟。经对比分析发现，扰流子的结构对换热效果和流动阻力均有较大影响，在实际工作中应综合考虑这两个因素的影响，选择最优方案。     

电极间距对表面介质阻挡放电产物生成的影响

表面介质阻挡放电可以产生大气压低温等离子体,在空气净化领域有着重大的应用前景。为探究电极间距对表面介质阻挡放电中臭氧及氮氧化物生成的影响,建立二维流体模型进行数值模拟研究。模拟结果表明,在微秒脉冲电压上升沿阶段电流脉冲的个数及幅值均随着电极间距的增大而减小;减小电极间距可以提高臭氧产量,但增大电极间距可以提高臭氧产率。另一方面,NO含量随着电极间距的增大而减少,其余氮氧化物含量几乎不变。本研究对表面介质阻挡放电中有效和有害物质进行了综合模拟分析,能够为表面介质阻挡放电臭氧发生器的设计和优化提供一定的参考。     

预应力CFRP板平板锚具承载力评估理论与试验研究

为揭示CFRP板平板锚具的锚固机理, 建立了该锚具的承载力理论模型, 并利用该模型预测CFRP板平板锚具的临界锚固长度. 通过试验获得了模型所需的锚固界面剪应力与压应力的关系式. 该模型研究了锚固区界面剪应力的纵向折减及横向压应力分布的不均匀性, 并通过试验测得了界面剪应力的纵向折减系数. 利用上述模型就平板锚具设计参数对锚固性能的影响进行了分析. 结果表明, 界面剪应力折减率随着锚固长度的增大而增大, 横向压应力分布的不均匀性随着锚固宽度的增大而增大, 增大界面压应力和夹板厚度能有效提高横向压应力分布的均匀度; 临界锚固长度随夹板厚度的增大而减小, 且当夹板达到合适厚度后继续增大, 对临界锚固长度的影响逐渐变小; 随着界面压应力的增大, 界面剪应力增大, 临界锚固长度减小; 对于工程常用CFRP板尺寸100mm×2.0mm, 当界面压应力取100MPa, 平板锚具夹板厚度取32mm时, 所需的临界锚固长度为296mm, 对应的锚具设计承载力为480kN, 理论上能使CFRP板抗拉强度获充分发挥.     

随机风荷载下单层柱面网壳的整体疲劳分析

针对随机风荷载下单层柱面网壳的网状结构,用AR法模拟Kaimal谱多点相关的脉动风风速时程,确定结构所承受的荷载谱,通过有限元时程分析和雨流计数法得到杆件的应力循环历史,采用疲劳设计方法中的总寿命法计算杆件的疲劳损伤度,分析结构在不同矢跨比、不同平均风速下结构的抗疲劳性能．研究表明：结构中出现疲劳的杆件数随矢跨比的减小而逐渐增加,结构中杆件最大疲劳损伤度JD随着矢跨比的减小而逐渐增大．网壳的疲劳薄弱区域主要与结构的振型有关;矢跨比较大时,结构中环向杆件易出现疲劳,随着矢跨比的减小,结构径向肋两侧的斜杆易出现疲劳。     

有机质对氢氧化镁微晶结构的影响

在有机介质中制备有机质复合氢氧化镁,并对产品进行水热处理.通过XRD、SEM和TG-DTA的分析表明,非水热处理得到的复合氢氧化镁晶体粒径及晶面间距较小,晶格畸变率大,其分解温度比纯氢氧化镁降低14～68 ℃.经水热处理后,有机质复合氢氧化镁晶体变规整,晶粒增大、畸变率减小,聚集体大小均匀、分散性改善,其分解温度相应提高5～20 ℃,晶体平均粒径增加31.3～69.1 nm.     

纳秒脉冲激励Ar/PDMS介质阻挡放电特性

介质阻挡放电(DBD)因其能够在大气压下产生大面积等离子体,在材料改性领域具有广阔应用前景。为获得高活性、可调控、适用于憎水改性的DBD等离子体,本文以聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为憎水性反应媒质,以Ar作为工作气体,采用纳秒脉冲电源激励产生介质阻挡放电。改变电压幅值、重复频率、上升沿时间等激励源参数,通过电学特性、发光特性和光谱特性诊断方式,获得了激励源参数与放电均匀性和粒子活性的关系。结果表明,重复频率对粒子活性影响最显著,随着重复频率增加,光谱强度显著增大,粒子活性增强,这对于提高憎水改性效果具有显著作用。此外,增大电压幅值和上升沿时间也可提高粒子活性,但增大电压幅值会导致放电均匀性下降,而上升沿时间超过200 ns会对粒子活性产生抑制作用。     

滤膜泄漏对颗粒物过滤性能影响的实验

空气过滤净化系统难以避免存在密封不严甚至滤膜破损的问题,会加剧颗粒物的泄漏排放,本文研究过滤系统滤膜泄漏对颗粒物净化性能的影响。构建了颗粒物过滤小型模拟实验系统,研究了3种不同风速下,泄漏面积0%～0.14%时过滤阻力、PM2.5和PM10排放浓度的变化规律,并分析了颗粒物排放粒度比。结果表明:过滤阻力随着泄漏面积增大而降低;颗粒物排放浓度随泄漏面积总体上呈指数型上升;泄漏面积小于0.07%时,颗粒物排放浓度随泄漏面积缓慢递增(排放浓度小于600μg·L-1);泄漏面积大于0.07%时,颗粒物排放浓度随着泄漏面积快速增加;大颗粒物（粒度大于PM2.5）排放比率随着泄漏面积的增大而增大。研究结论可为空气过滤净化系统的设计与评估提供参考。     

撒哈拉银蚁仿生结构在光伏组件冷却中的应用

对当前晶硅太阳电池的太阳吸收特性进行了太阳光谱分析, 并在此基础上提出一种基于撒哈拉银蚁仿生结构的热管理方法, 该仿生结构由氧化物-金属-氧化物Oxide-metal-oxide(OMO)和表面具有微纳结构的聚二甲基硅氧烷Polydimethylsiloxane(PDMS)薄膜共同组成, 可通过热辐射进行表面散热, 同时也能显著地反射近红外波段的太阳光, 进一步降低表面温度. 理论计算结果表明, 将该冷却器应用于光伏组件可使电池温度降低约7.2K. 研究结果为光伏组件的热管理提供了一种新方法.     

三角形结构空芯PBG光子晶体光纤的带隙结构

用平面波法分析了三角形结构空芯PBG光子晶体光纤的带隙分布特性.结果表明:带隙宽度随着填充系数的增加而增大;而且随着包层孔中填充的介质的相对介电常数的增大,带隙宽度减小.在给定的归一化传播常数的条件下,带隙宽度有一从窄到宽再变窄的过程.适当增大包层基质折射率,在空气芯中导光的带隙数量增多,但包层基质折射率太大或太小都不利于空气中导光.     

露天煤矿区不同粒径土壤组分风蚀的风洞实验

为探讨露天采矿区人为强烈扰动作用下的土壤风蚀敏感性,本文采集了准东红沙泉煤矿区周边表层土壤并进行筛分,开展了风洞模拟实验.利用风蚀传感器测试了不同粒径土壤组分在不同风速条件下的风蚀量、风沙流结构特性,并分析了利用风蚀传感器获取的颗粒碰撞数量和能量与风蚀量的对应关系.结果表明:(1)随着风速的增加,不同土壤粒径组分的风蚀...     

亚临界流体萃取马鲛鱼加工下脚料中鱼油的研究

以二甲醚为萃取溶剂,萃取压力始终控制在0.8~1.0 MPa,优选亚临界流体萃取马鲛鱼加工下脚料中鱼油工艺条件.以马鲛鱼油萃取得率为考查指标,对影响鱼油提取工艺的因素进行了研究.通过单因素试验探讨了萃取时间、萃取温度、萃取次数对萃取效果的影响,利用 L4(23)正交试验法优化亚临界流体萃取马鲛鱼加工下脚料中鱼油的最佳工艺条件.试验结果表明:亚临界流体萃取马鲛鱼油的最佳条件为萃取时间45 min,萃取温度40℃,萃取3次,在此条件下马鲛鱼油萃取得率为73.52%,所得马鲛鱼油各项指标均达到一级油标准.揭示亚临界流体萃取技术应用于鱼油生产,具有成本低,经济效益好的良好前景.     

三维彩色扫描系统定标

传统视觉系统定标方法中,控制点应较均匀地分布于三维空间,但这种方法成本很高,针对此问题,本文提出采用定标板垂直移动的方式代替三维定标模块或控制场,在移动中的多个不同位置拍摄图像,进行不同的组合,做整体的计算,这样既达到三维的效果,显著增加控制点的数量,且又操作简便,制作容易,可以取代定标模块.实验结果表明,该方法具有很好的精度和稳定性.     

居住建筑外窗气密性对建筑能耗的影响

以宁波地区为例,从全年动态计算能耗入手,分析了外窗气密性对居住建筑全年能耗的影响;分析表明模型建筑换气次数从1次·h-1减小到0.1次·h-1,即外窗气密性从2级增大到5级,全年空调能耗不变,全年采暖能耗减小77%,全年耗电量减小15%.提高外窗气密性对减少居住建筑全年耗电量效果较显著,因此减少建筑物空气渗透量能耗是建筑节能的一个重要方面.     

准周期结构一维光子晶体的多重分形特性

利用传输矩阵理论分析了Fibonacci准周期结构的光子晶体的带隙特性,并讨论了当介质层中含有负折射率介质时光子带隙的特性,分析了该准周期结构频谱的多重分形.研究结果表明,Fibonacci准周期结构的分层介质的光子带隙（PBG）特性,不论其为普通介质还是含负折射率介质,其透射谱具有相似性,且随阶数的增大其不均匀性增加.对广义Fibonacci准周期结构——GF（1,n）和GF（m,1）,其透射谱的不均匀性随n和m的增加而增大.     

四氯化碳溶剂中溶胶法快速制备纳米TiO2光催化剂的结构表征

用钛酸四丁酯(Ti(OBu)4)在CCl4溶液中水解形成溶胶的方法，制备了纳米TiO2粉体。研究发现(Ti(OBu)4)水解脱醇时，醇不但在脱除过程中发生碳化，而且发生异构化；热处理时在711K后恒重，纳米TiO2粒子表面极易-OH化，表面-OH很难脱除。随着温度的升高，TiO2结构中的[TiO6]八面体的联接方式由角顶相连变为共棱相连，晶面间距越来越小，873K时与锐钛矿相的TiO2晶面间距与文献值相吻合，锐钛矿相TiO2结晶度最高。继续升温至873K时，发现TiO2锐钛矿相和金红石相共存。制备纳米TiO2的粒子晶粒度为8—14nm，基本不团聚，粒度均匀；而且在873—973K高温下焙烧没有明显的烧结长大，取得满意效果。     

混合蒸气在板式换热器中凝结换热研究

在设计和搭建板式换热器实验台的基础上,选取具有Marangoni效应的混合蒸气,研究了人字形板式换热器（PHE）单流程不同流道、不同浓度凝结换热系数及流量和压降之间的关系。实验结果表明随着流道数量增加,流量分配不均匀现象越来越明显。在浓度为1%时,与纯水蒸气相比,其换热系数能提高25%。但随着浓度的增大,换热系数在一定的流量下,其换热系数甚至比纯水蒸气凝结时的换热系数要低。在压降方面,水侧的压降远大于气侧的压降,并且随着板片数的增多,对应的压降有所减小。     

基于热感知的SoC布图规划

随着芯片规模的增大及芯片中IP核数量的不断增加,SoC的功耗密度不断升高,导致局部温度迅速上升,从而影响芯片的稳定性.基于热感知的SoC布图规划实现芯片温度的均匀分布是解决这一问题的有效途径之一.结合传统布局规划,提出了调整部分模块面积的降温策略,发展了一种基于模拟退火的热感知SoC布图规划方法,所提出的方法应用于MCNC基准电路,结果显示电路温度最高可以降低23℃.