热路图分析法在传热学课程中的应用

通过电流传递与热流传递、电路图与热路图、热阻与电阻的比较,利用热路图直观地分析了几种常见的热传递现象及规律;并对热阻的概念及表达式进行了讨论,阐述了热阻的物理意义;在教学实践中,有效地提高了《传热学》课程的教学效果.     

基于比等效热阻法的片状填料填充聚合物复合材料的导热性的预测

基于比等效热阻法建立了简化了的片状填料填充聚合物基复合材料的导热模型并推导出了相应的等效导热系数公式。以云母片填充聚乳酸为例,应用有限元软件ANSYS建立了云母体积分数在11％下的聚乳酸/云母复合材料的三维稳态热传导单元模型,并模拟了热流沿云母片厚度方向和径向传递的过程。结果表明,当热流沿云母片轴向方向上流动时,经ANSYS模拟求得的复合材料的等效导热系数和文中推导的公式的所给出的预测值更为接近;当热流沿云母片的径向流动时,随着云母体积分数的增加,复合材料的等效导热系数的预测值呈指数性增长,并且高于ANSYS的计算结果。有限元结果和本文的公式均表明,片状填料填充聚合物复合材料的等效导热系数可分解为是沿热流不同正方向上的贡献,更长的等效导热路径使片状颗粒在填充聚合物后能提供更为出色的导热性能。     

基于比等效热阻法的片状填料填充聚合物复合材料的导热性的预测

基于比等效热阻法建立了简化了的片状填料填充聚合物基复合材料的导热模型并推导出了相应的等效导热系数公式。以云母片填充聚乳酸为例,应用有限元软件ANSYS建立了云母体积分数在11%下的聚乳酸/云母复合材料的三维稳态热传导单元模型,并模拟了热流沿云母片厚度方向和径向传递的过程。结果表明,当热流沿云母片轴向方向上流动时,经ANSYS模拟求得的复合材料的等效导热系数和文中推导的公式的所给出的预测值更为接近;当热流沿云母片的径向流动时,随着云母体积分数的增加,复合材料的等效导热系数的预测值呈指数性增长,并且高于ANSYS的计算结果。有限元结果和本文的公式均表明,片状填料填充聚合物复合材料的等效导热系数可分解为是沿热流不同正方向上的贡献,更长的等效导热路径使片状颗粒在填充聚合物后能提供更为出色的导热性能。     

间歇热流下管式吸热器温度场及热应力场分析

吸热器温度场和热应力场的数值分析可以为吸热器热应力的抑制提供理论指导．采用Coupled-field element方法对管式太阳能吸热器在不均匀热流以及间歇热流情况下的温度场及热应力场进行了计算．在温度场计算过程中,将每一个网格单元面的太阳能热流入射方向与吸热器表面之间的夹角关系与汇聚热流的乘积作为热分析的边界条件．为了揭示热应力场沿长度方向变化规律,研究了温度场沿长度方向二阶导数变化规律．计算结果表明,轴向应力和切向应力是热应力场的主要影响因素,热应力曲线拐点处均是温度二阶导数曲线拐点发生处．     

一种新型的织物热湿传递性能测试仪

研制一种新型的织物热湿传递性能测试仪,并在模似人体出汗的条件下,对组合双层织物与模拟皮肤之间的水汽分压、温度和热流的动态变化进行了测试根据水汽分压、温度和热流曲线,计算出热湿传递系数,可以用来评价织物的热湿传递性能     

关于克罗（clo）值的讨论

分析了clo值的定义，指出了clo值只适合于评价服装对显热流的隔热作用，由热阻折算得到的织物 clo值已不符合原定义。     

一种新型的织物热湿传递性能测试仪

研制一种新型的织物热湿传递性能测试仪，燕在模拟人体出汗的条件下，对组合双层织物与模拟皮肤之间的水汽分配，温度和热流的动态变化进行了测试，根据水汽分压、温度和热流曲线，计算出热湿传染系数，可以用来评价织物的热湿传递性能。     

土壤一维热湿传递实验研究与数值模拟

为了研究土壤中温度的变化对其水分迁移的影响,建立了土柱热湿传递实验装置,通过该实验装置测量出了土壤中温度与水分沿土柱长度方向的分布．实验结果表明,土壤中热量传递十分缓慢,近加热端处温度梯度大,且土壤传热过程中伴随着水分迁移;将水分传递分布沿土柱方向划分为3个区段,其中第一个区段水分传递的动力为温差,由于温差影响土水势导致加热端土壤的水分扩散,使得加热端土壤变得干燥,热阻增大,从而影响热量传递,进而影响了土壤中的温度分布．此外,将实验结果与由Philip水分通量方程的一维热湿传递模型计算结果进行了对比,二者差别较大．由此分析了两者误差存在的原因,指出由于模型自身的不足是造成误差的主要原因．     

不均匀加热与节流对平行通道不稳定性的影响

为研究反应堆内轴向热流不均匀分布、径向不均匀加热和入口节流对密度波不稳定的影响,利用RELAP5/MOD4.0程序对强迫循环平行通道系统进行数值模拟. 由程序中的非平衡非均相模型和半隐式数值格式所得计算结果与实验数据符合较好. 对比轴向热流线性分布及余弦分布工况下的流动不稳定边界,并做出积分热流沿通道长度的变化曲线以分析其机理,还获取了径向不均匀加热与入口节流工况下系统和通道的临界相变数. 结果表明:轴向热流不均匀分布时系统的稳定性取决于沸腾边界的位置以及积分热流沿通道的分布. 与轴向热流均匀分布相比,轴向热流线性增大或减小分别使系统稳定性增强或减弱;入口过冷度较低时,轴向热流余弦分布提高系统稳定性;入口过冷度较高时,系统稳定性可能增强也可能减弱. 与轴向热流余弦分布相比,峰值偏向入口或出口分别会降低或提高系统稳定性. 径向不均匀加热对系统稳定性影响较小. 增大径向入口节流不均匀性时系统稳定性有减小的趋势,增大任一通道入口节流系数均可提高系统的稳定性.     

织物吸湿量与热阻的变化

研究了织物的热阻随吸湿量变化的情况.测定了织物在润湿状态下、吸湿膨胀状态下以及水分存在状态下热阻的变化,对不同织物的热阻变化原因进行了分析.实验结果表明:1)棉和粘胶织物,其热阻会随吸湿量的增加而有所增大,并随着吸湿量的进一步增加,热阻呈下降趋势;2)涤纶等纤维织物吸湿后,热阻随吸湿量的增加而单调递减;3)毛和毛涤混纺织物,其热阻随吸湿量的增加单调递减.     

Numerical study on convective heat transfer of supercritical CO2 in vertically upward and downward tubes

The experimental measurement of supercritical pressure carbon dioxide(sCO_2) heat transfer in vertical downward flow was performed in a circular tube with inner diameter of 10 mm. Then, a three-dimensional numerical investigation of sCO_2 heat transfer in upward and downward flows was performed in a vertical heated circular tube. The influence of heat flux, mass flux,and operating pressure on heat transfer under different flow directions were discussed. According to the "pseudo-phase transition" viewpoint to supercritical fluids, the analogy to the subcritical inverted-annular film boiling model, the physical model to sCO_2 heat transfer was established, where fluid region at the cross-section of circular tube was divided into gas-like region covering heated wall and core liquid-like phase region. Then, the thermal resistance mechanism which comprehensively reflected the effect of multiple factors including the thickness of the gas-like film or liquid-like region, fluid properties and turbulence on heat diffusion was proposed. Surprisingly, thermal resistance variation in upward flow is well identical with that of wall temperature and heat transfer deterioration is predicted successfully. In addition, compared with thermal resistance in the core liquid-like region, gas-like film formation is determined to be the primary factor affecting heat transfer behavior. Results also show that total thermal resistance in upward flow is always larger than that in downward flow. The investigation can provide valuable guide to design and optimize sCO_2 heaters.     

Analytical study on coordinative optimization of convection in tubes with variable heat flux

It was certified that the heat transfer between a fluid and a solid wall is closely re-lated to the coordination of the velocity and the temperature gradient/heat flux fields[1,2].When the two fields in a system are fully coordinated, the heat transfer is optimized.Then the highest heat transfer rate is achieved with the least work consumption of fluidflow. Corresponding to the difference of coordination degree, Nusselt number, whichindicates the strength of heat transfer, can change between …     

电子机箱强迫风冷时PCB板局部表面传热系数的研究

摘要：电子机箱采用轴流式风机进行强迫通风散热是电力电子元件比较常用的散热方式,通过对轴流式风机出口截面空气流速的分析,可以推论出空气以类似螺纹状形态在机箱内流动,从而猜测电路板位置不同时局部表面传热系数（ ）变化规律也是不同的。采用实验分析与仿真模型相结合的办法对 的变化规律进行了研究。实验结果与仿真结果基本吻合,结果表明,当只改变电路板竖直方向的位置时局部表面传热系数 分布规律也会发生改变。当电路板平行散热风扇中心轴水平放置,且电路板的长边与散热风扇中心轴平行时, 沿电路板的长度方向的变化是先减小后增大的,电路板竖直方向位置的改变主要影响 沿电路板宽度方向的变化规律,且随着距离轮毂中心距离的增大,电路板上元器件温度较高的位置沿电路板的宽度方向由电路板的中间位置不断向边缘移动。此研究能够为散热风扇安装位置以及电路板的热设计提供重要的依据,对电子设备的热设计具有重要的意义。     

织物透气阻抗对热湿移动的影响

本文应用模拟实验装置,就丝织物的透气阻抗对热湿移动特性的影响作了研究。结果表明,透气阻抗对织物热湿移动有较大的影响。其影响程度决定于透气阻抗 R 值,R>0.25 kPa·s/m 时,对干热散失无影响;对湿热散失有较小的影响,R<0.25 kPa·s/m 时,对热湿移动有明显的影响。     

影响棉热转印产品白度的因素分析

采用9种荧光增白剂对棉布进行处理,探讨了增白剂结构、架桥剂和增白剂商品中的添加剂对棉热转印产品白度的影响.研究表明:增白剂分子结构中的羟基基团越多,增白剂耐热性能越差,棉热转印产品的白度越低;增白剂商品中的添加剂对其耐热性能影响不大;架桥剂能显著提升增白剂的增白效果和耐热性能,使棉热转印产品白度得以提高.     

定热流热响应实验确定岩土热物性方法

针对工程中常用的定热流热响应实验方法,分析研究了采用不同传热模型耦合不同数据处理方法对确定岩土热物性及钻孔热阻的影响,研究结果表明:采用线热源模型与柱热源模型确定的岩土热物性及钻孔热阻存在较大差异;岩土容积比热对导热系数的确定影响很小,但对钻孔热阻影响较大;三参数估计确定导热系数及钻孔热阻具有良好可信度,但是对于热扩散率的确定稳定性较差.通过分析总结,以最小平均误差作为线热源及柱热源传热模型的权值分析基础,提出三参数估计耦合线热源及柱热源模型的加权平均方法确定岩土热物性及钻孔热阻,该方法具有稳定性好,可信度高的特点.     

Analysis of the effects of the heat of sorption on the process of heat transfer in moisture exchange across a membrane

A theoretical study has been conducted to investigate the effects of mass transfer on heat transfer in moisture exchange across a membrane and a mathematical model describing the heat transfer process with consideration of the heat of sorption was established. A dimensionless variable, Ψ =JLλ /δ (T ₁₀−T ₂₀), which controls the effect of the heat of sorption on the heat transfer in membrane process, was obtained through theoretical analysis, and the effects of Ψ on the heat transfer process were analyzed. Results showed that in the case that the temperature gradient and mass transfer are in the same direction, the effective heat flux changes the direction at Ψ=1. For Ψ<1, the heat transfers from high to low temperature sides through the membrane, and the total thermal resistance increases with increasing the moisture flux across membrane or reducing the temperature difference between the bulk flows on the two sides of membrane. For Ψ>1, the overall effect of the heat and mass transfer is that the effective heat flux points from low to high temperature sides and the total thermal resistance decreases with increasing the mass flux or reducing the temperature difference. In the case that the temperature gradient and mass transfer are in the opposite directions, the existence of the heat of sorption acts to enhance the heat transfer from high to low temperature sides, causing a reduced total thermal resistance, and the greater the mass flux or the smaller the temperature difference, the smaller the total thermal resistance. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 50576040)     

热转印油墨在纺织面料上通融适应性研究

热转印油墨是热转印技术领域中的一个要素,要想使热转印技术在不同面料上能够通融,就要对涂布在纸基表面上的油墨的流变性能和印刷适应性能进行一定的研究,需要通过数码印花或者丝网印花等技术方法,将具有可以转移到化纤和自然纤维面料上的油墨转移到转印纸上,然后再转移到相应的面料上。通过实验,分析了热转印油墨的流变性能,完成了对油墨密度、转印纸张的测定,从中找出油墨与印刷通融性能之间的关系。     

Experimental study on thermal resistance of fouling in heat exchangers of sewage source heat pumps

To investigate the formation of fouling in sewage heat exchangers,a model of thermal resistance with time is developed based on the experiments in a practical engineering site. And this model is asymptotic exponential function. According to the characteristic of sewage heat exchangers,the effective thermal resistance and effective coefficient of heat transmission during the formation of fouling are defined. A model for pressure loss of fouling of asymptotic distribution is presented based on the model of thermal resistance of fouling. And the maximum absolute margin of error of the fouling thermal resistance is smaller than the typical allowable error range. The maximum relative error of the heat transfer coefficient is 12% . These can meet the requirements of engineering. The results of experiments provide a basis for further study and application of swage heat exchangers.     

基于接触热阻的高速精密电主轴热特性分析

主轴系统热问题是高精度机床必须要考虑的关键问题,接触热阻的大小影响机床的传热性能,从而影响其加工精度. 利用表面接触的分形理论,计算接触面的量纲一的接触面积,针对接触微凸体的热阻由基体热阻和收缩热阻形成接触对,建立了一个考虑接触界面基体热阻和收缩热阻的表面接触热阻模型,讨论了不同的分形参数对接触热阻的影响. 以立式加工中心电主轴系统为研究对象,分析了电机的损耗发热和轴承的摩擦发热,运用有限元软件对电主轴模型在有无接触热阻2种情况下的稳态温度场和稳态热变形进行仿真分析. 讨论了有无热阻情况下电主轴温度和变形变化量,论证了接触热阻对电主轴热温度场和热变形的影响. 结果表明:电主轴考虑接触电阻时温度将升高,变形将增加.