怠速工况下轿车乘员舱热负荷研究

基于车体围护结构稳态热平衡方程,考虑车体外表面对外辐射散热,得到怠速工况下围护结构以及玻璃外表面的温度。然后,通过实验测试发动机舱和后备箱的壁面温度以及乘员舱怠速时的漏风量,从而得出了完整的怠速整车热负荷计算模型。最后,将目标车型在怠速的情况下用模型计算出的负荷值与在环境模拟实验室中测试出的实验值进行了对比,误差在±8%以内。结果表明,提出的怠速的热负荷计算模型合理准确,能够满足工程应用要求。     

地铁车厢条缝送风方式数值模拟

目前我国地铁列车内的人体热舒适性及空气质量难以达到要求。本文采用κ-ε湍流模型,对不同尺寸的条缝风口送风方式下的地铁车厢的三维空气流场和温度场进行数值模拟,综合分析车厢内温度、空气流速、粒子示踪、空气龄、CO2含量、PPD以及PMV等指标,说明各工况的空调效果及人体热舒适性,为改善地铁车厢空调制冷情况提供理论依据。     

非对称热环境下人体热舒适度模型研究进展

本文根据热空间模型、人体热生理模型和人体热心理模型的分类标准,对非对称热环境下人体热舒适度研究进行全面综述。热空间模型通过空调、环境参数直接预测人体客观、主观反应,人体热生理模型通过研究人体内部主动、被动生理调节预测人体生理参数,人体热心理模型侧重研究生理参数和主观反应的联系或人体如何适应热环境,最后概述了各模型的优点及局限。结果表明:热空间模型与选用的空间结构具有重大联系,一旦空间结构改变,模型建立的很多关系便无法成立,在车辆的应用领域价值更大;大多数热生理及热心理模型不够全面或仅限于特定环境,只有少数能够通过详细的体温调节解决人类对非均匀和瞬态条件的反应;Berkeley热舒适模型同时涵盖了热生理及热心理模型,但其耦合模拟过程过于复杂,而等效温度模型虽然精度相对较低,但由于其运算简便受到更广泛的应用;自适应模型充分考虑了人的主观能动性,但仍处于初级研究阶段。     

置换通风室内热舒适性的数值模拟研究

利用CFD方法对一间采用置换通风系统的办公室进行了数值模拟，研究了不同送风参数下的室内流场，并用PPD、PMV等指标评价了室内的热舒适度。结果表明，热舒适度受送风参数的影响较大，并且其受温度的影响大于吹风的影响。最后指出，在送风参数选择合适的情况下，置换通风系统同样能提供良好的热舒适性。     

纯电动汽车冬季冷启动阶段热管理策略影响续驶里程分析

针对纯电动汽车冬季续驶里程严重衰减的问题,本文通过建立以电池产热、空调负荷为参数的汽车续驶里程数学模型,仿真分析冬季冷启动时,美国高速公路燃料经济性测试工况(HWFET)、新欧洲行驶工况(NEDC)、中国乘用车行驶工况(CLTC-P)三种行驶工况下热泵供暖及环境温度(AT)、舱内温度(CT)对整车续驶里程和车载电池的影响。经与实测数据进行对比,仿真与实验匹配度较好。研究结果表明:三种工况下,AT下降、CT上升均使续驶里程逐渐衰减;AT为0℃,CT为15、20、25℃时,CLTC-P工况续驶里程分别衰减21.46%、27.74%、33.19%;纯电动汽车冷启动时,三种热量分配策略对续驶里程影响不同,当热泵热量全部用于加热电池时能适当恢复电池电量,在NEDC和CLTC-P工况下,电池最大荷电状态(SOC)相比初始SOC增加了1.52%、2.03%,使用热泵能增加一定的续航里程。     

置换通风室内热舒适性影响研究

利用商业软件FLUENT。对置换通风室内热环境进行了数值模拟,根据计算出的流场、温度场,计算了PMV,采用正交实验方法考察了各因素的影响结果;根据PMV分布分析了送风口类型、送风速度和温度等因素对室内热舒适性的影响,并对实验设计的水平组合进行优化。结果表明：正交实验中,送风主要影响送风口附近区域的PMV,各工况PMV总体变化趋势趋于一致：送风速度是影响室内热舒适性最为显著的因素;送风速度为0．25m／s或送风温度为18℃的几种工况下所得到的室内热环境相对较好。     

全金属芯片型节流制冷器的实验研究

采用不锈钢为材料以金属蚀刻芯片和真空扩散焊接工艺制成了芯片型节流制冷器,搭建了微型节流制冷器系统,以高压氮气和氩气为工质,研究了不同入口压力下无负荷节流的制冷温度和流量特性。实验结果表明:采用氮气为工质时,在入口压力为10.5 MPa工况下,最低制冷温度为102.9 K;采用氩气为工质时,在压力为8.6 MPa工况下可获得112.0 K的最低制冷温度,降温速度也有效提升。在大流量下,低压通道阻力增大将导致节流后背压和蒸发温度提高,采用氮气和氩气作为工质在压力分别高于10.5 MPa和8.6 MPa时,制冷温度开始回升。验证了基于金属微通道蚀刻工艺技术的芯片型节流制冷器可行性,表明采用金属微流道芯片可以大幅提高耐压能力、机械强度和降温速率。     

半导体制冷与固体除湿结合装置的性能探究

半导体制冷（又称热电制冷）因为降温迅速、易于控制等优点,广泛应用在工业生产、日常生活等方面。而热端散热效果成为制约半导体制冷效率的主要因素。半导体制冷在空气除湿领域的应用研究日趋深入,但传统的冷却除湿要求半导体冷端温度较低,使半导体制冷效率降低。建立半导体制冷（热管排热系统）、固体吸附剂结合的除湿模型,通过6级半导体制冷与热管散热系统的实验装置对干工况进行模拟验证,再模拟固体除湿工况在不同输入电流下的性能。模拟结果表明：当除湿量与文献中半导体冷却除湿装置相同时,该半导体与固体除湿结合的模型的系统COP为1.78,明显高于文献中装置的COP。说明结合固体吸附剂后可以加强传质动力提高冷端温度,从而提高系统性能。     

沈阳商场冬季室内热舒适性与设计参数优化

笔者选取沈阳市3座使用空调系统夏季制冷、冬季采暖的商场作为研究对象，采用环境参数测量和问卷调查的方式，对商场内热环境的人体热感觉进行调查，利用统计学的方法得出沈阳市商场室内的中性温度为18．9℃，舒适范围为16．6℃-21．3℃；同时以沈阳市商场A为例，理论计算空气温度、相对湿度对空调系统热负荷的影响。结果表明，在满足热舒适度标准的前提下，改变相对湿度更多地影响空调系统热负荷。合理优化组合室内设计参数，可以达到节能的目的。     

潜艇集控舱室气流组织仿真及舒适性研究

潜艇密闭舱室的空调通风系统受工作环境所限,无法随时与外界进行气体交换。而集控舱室由于人员密集、散热设备较多等因素的影响,空气环境更为恶劣。对潜艇舱室环境进行有效控制,为船员提供舒适的生存环境,是潜艇总体性能的一个重要指标。鉴于此,采用计算流体力学方法,根据实际的边界条件,对集控舱室夏季水下和水上两工况舱室内的气流组织进行模拟计算。将计算结果可视化处理,对典型截面内的风速、温度、CO_2浓度和PMV值等指标进行分析。分析结果表明:在本文所采用的送风方式下,水下工况集控舱内大部分区域温度25℃左右,除送风口外其余位置风速在0.3m/s左右,CO_2浓度较小,舱内整体PMV值在-1～1之间。水上工况与水下工况相比,舱室内平均温度略高,风速相同,但相关指标均满足设计要求,船员的舒适性较好。研究结果对集控舱室气流组织的设计有一定的指导意义。     

温度突变环境下人体平均温度变化及热感觉预测

分析了利用Gagge教授“两节点模型”求解人体平均温度的方法,然后根据人体与环境间热交换的平衡建立了一个简单的人体温度调节模型——“一节点模型”,避免了求解人体平均温度时所需要的复杂计算,该模型不但减少了计算求解的工作量,而且结果与“两节点模型”间有着很好的一致性;作为实际应用,利用该模型制作了温度突变环境下人体温度求解表格及曲线,总结了在该环境下人体温度变化规律,从而找到了热感觉指标TSENS在温度突变环境下的实用途径。     

聚合物复合材料导热性能的研究

论述了填充聚合物复合材料的导热性及其变化规律；总结了复合材料导热的理论模型和导热系数预测方程，对比研究了各种导热模型的区别与联系；分析了影响复合材料导热特性的因素。     

碳纳米管/橡胶复合材料导热性能研究进展

导热橡胶在航空、航天、电子、电器领域有着广泛的应用前景。把碳纳米管填充到橡胶中,渴望获得具有优良导热性能的橡胶复合材料已成为材料领域研究的热点。本文综述了填充型导热橡胶的实验研究现状、导热橡胶的导热机理、导热模型;重点论述了碳纳米管的结构与改性、碳纳米管填充橡胶的导热性能的实验研究及理论研究进展;最后指出碳纳米管的独特结构和优异性能使其作为橡胶复合材料导热增强组分在理论上具有明显优势,但其复合材料的热物性研究仍存在一些问题有待解决;如何降低界面热阻、增加碳纳米管取向等将是提高碳纳米管/橡胶复合材料导热性能的重要解决途径。     

镁基复合材料热膨胀的研究进展和前景展望

简要介绍了镁合金及镁基复合材料热膨胀的研究进展,叙述了温度、增强体体积分数、增强体颗粒尺寸、增强体颗粒形状、增强体种类和热处理及其他对镁基复合材料热膨胀的影响。简要介绍了热膨胀的理论预测模型,并对今后的发展做了展望。     

车室内热环境的计算模型与数值模拟

用计算流体力学与计算传热学的方法对车室内的非均匀热环境进行了模拟与数值计算。文中首先对车室内的热环境建立了相应的计算模型,然后进行了相应的数值计算。计算中不仅考虑了空气温度、空气流速、空气湿度、太阳辐射和车室内热辐射的影响,而且还考虑了车窗玻璃表面的几何形状、周围物体的物理特性和热特性对车室内热环境的影响。因此该模型可以用于预测车室内不均匀热环境的特性,以便为人体局部热舒适性的评价提供必要的计算数据。     

基于分形理论的开孔聚氨酯泡沫等效导热系数研究

开孔聚氨酯泡沫保温材料是一种典型的多孔介质。采用分形理论描述开孔聚氨酯泡沫材料的微尺度空间结构,建立了简化单元体模型,提出了计算其有效导热系数的分形模型,并导出了气相和固相热传导计算公式、热辐射等效导热系数计算公式、材料总有效导热系数计算公式。模型计算值与实验测量值比较具有较好的一致性,同时总结了多孔介质材料绝热性能的主要影响因素。该分析方法对新型绝热材料的研制和绝热性能的提高具有实用价值。     

Complete PV model considering its thermal dynamics

Abstract

This article presents a novel complete photovoltaic (PV) model for a PV module of different cell types, which simultaneously describes both electricity characteristics and thermal dynamics of the PV module. The proposed complete PV model is implemented and analyzed using the Simulink software package. Considering the effect of sunlight irradiation and ambient conditions, the cell temperature is then explicitly derived in terms of sunlight irradiance, ambient temperature, and local wind speed. The cell temperatures and output powers of a commercial PV module are evaluated through a series of experiments under real working conditions. Comparing the experiment results with those simulated by the proposed model, the proposed model is validated and proved to be very close to a practical module.     

导热胶粘剂研究

导热胶粘剂因良好的导热及力学性能广泛应用于微电子封装以及热界面材料,对于电子元器件散热具有重要意义.介绍了导热胶粘剂导热原理、导热模型,分析了影响导热率的因素,以及提高导热率的途径;综述了导热非绝缘及导热绝缘胶粘剂的研究进展,最后展望了其应用前景.     

Thermal expansion properties of 6061 Al alloy reinforced with SiC particles or short fibers

Thermal expansion measurements are reported for 6061 Al alloy and drawn composite materials reinforced with SiC particles or aligned short fibers. Samples with volume fractions of 5 and 20% SiC were measured in the drawing direction. The measurements were obtained from repeated heating and cooling cycles between room temperature and 500°C. Cumulative plastic strains were measured for the repeated thermal cycles, in association with the observation that lower expansivities generally occurred on cooling as compared with heating. Model calculations for particulate and an aligned fiber are presented for the combined elastic-plastic deformation properties of the Al/SiC composite systems. Lower expansivities and greater plastic strains are accounted for in the fiber-reinforced material.Paper presented at the Tenth Symposium on Thermophysical Properties, June 20–23, 1988, Gaithersburg, Maryland, U.S.A.     

运用分形方法预测石墨化碳泡沫方向导热系数

石墨化碳泡沫是高导热系数材料,具有方向导热性能,垂直发泡方向(xy平面)和沿发泡方向(垂直xy平面)的导热系数有明显的差异.应用分形方法通过确定碳泡沫的泡孔结构的分形维数,结合泡孔热阻单元,分析了石墨化碳泡沫的导热特性,推导出了碳泡沫的方向导热模型.计算结果与文献中石墨化碳泡沫样品的实测值基本一致,该方法为更好地利用其优良的方向导热性能提供了理论基础.