聚酰亚胺/二氧化硅复合薄膜的热物性及其影响因素

应用自行研制的亚微米/微米薄膜激光脉冲法热扩散率测定仪和差示扫描量热仪(DSC)分别测定了聚酰亚胺(PI)薄膜和PI/SiO_2复合薄膜在不同温度下的热扩散率、热导率和比热,解决了激光脉冲法测定热导试样的透光问题.研究了PI/SiO_2复合薄膜的热物性随SiO_2添加量和温度的变化关系.结果表明:随着温度的升高,PI薄膜及PI/SiO_2复合薄膜的热扩散率下降,比热和热导率线性增加.在PI薄膜中添加SiO_2颗粒可降低PI薄膜的比热,明显增强导热性能,但是不会改变PI薄膜热导率随温度升高而增大的变化规律.     

Nd3+:Gd3Ga5O12晶体的热物理性能研究

提拉法生长了Nd^3＋：Gd3Ga5O12（Nd：GGG）单晶，用差示扫描量热法（DSC）和激光脉冲法分别测量了Nd：GGG激光晶体的比热和热扩散系数，计算得到晶体的导热系数，与用PPMS测量得到的导热系数相吻合．实验结果表明：Nd：GGG激光晶体具有较大的比热和导热系数，具有良好的热物理性能；Nd：GGG晶体的热扩散系数和导热系数随着温度的升高而减小；计算得到晶体的德拜温度为711K．     

板翘式全热交换器结构优化实验研究

全热交换器入口段结构关系到芯体迎风面的气流分布,对全热交换器性能有重要影响。为进一步提高全热交换器性能,针对一种常见的垂直交叉流板翘式全热交换器,将入口气流垂直于芯体改为入口气流平行于芯体,并在流道内设置导流片,通过实验对导流片的数量和角度的影响进行了研究。结果表明：对比原结构,改变入口气流方向,在低风量下换热效率有所提高;在流道内设置导流片,换热效率进一步提高;增加导流片数量以及增加导流片角度,都会再进一步提高换热效率。     

聚酰亚胺渗碳复合薄膜的热物理性质

应用自行研制的亚微米/微米薄膜材料热物理性质多功能测试仪和差示扫描量热仪(DSC)对聚酰亚胺PI及其渗碳改性复合薄膜PI/C的热膨胀系数、热扩散系数和比热进行了实验研究和理论分析,揭示了在20℃至150℃温区内温度对渗碳量30wt%的PI/C复合薄膜的热物性的影响规律和机制。结果显示渗碳量30wt%的复合薄膜比纯PI热膨胀系数减小,导热性能明显提高,且没有改变性能对温度的依赖关系。对PI/C(30wt%)应用加和原理计算的比热值与实测值相吻合,应用Nielson模型和Cheng-Vachon模型的预测值与导热系数实测值基本吻合。     

航天器用十一种热控材料热物理性质及其与显微组织和工艺因素关系的研究

应用自行研制的激光脉冲法热导仪、小平板稳态法热导仪、铜卡计和冰卡计法比热仪, 对航天器用的十一种热控材料的导热系数、导温系数和比热及其与材料显微组织和工艺因素的关系进行了实验研究. 结果表明, 在室温至1800℃温区内, 绝热材料和防热材料的导热系数均随温度升高而增大, 多孔绝热材料的有效导热系数是由多种导热因子相互作用的结果, 并存在对应于最小导热系数的最佳密度. 所得数据为热控材料的优选提供了科学判据, 亦为航天器的热控系统热设计提供了参数.     

无机纳米流体的热物性及其测试新方法的研究

研究了一种能同时测量纳米流体导热系数λ、导温系数α和比热C_p的非稳态多功能测试新方法,它结合了单丝法准确测量导热系数和双丝法准确测量导温系数的优点.对几种液体的导热系数和导温系数的实测值与TPRC推荐值进行比较,最大偏差分别为-0.4％和-2.7％.导热系数和导温系数测试均方根误差分别<±0.5％和±3％.并用此法测量了纳米Al₂O₃流体和纳米TiO₂流体的热物性参数,结果表明在流体中加入无机纳米粉体后其入和α较分散介质均有明显提高,加和原理不完全适用于纳米流体比热计算.     

芯体迎风面气流分布对全热交换器性能的影响

芯体作为全热交换器热质交换的关键构件,其迎风面的气流分布对换热效率有重要影响。针对一种垂直交叉流板翘式全热交换器,通过实验说明芯体迎风面气流分布的不均匀性,并通过数值计算的方法,对不同风量下的芯体迎风面的气流分布以及对换热效率的影响进行了分析研究。结果表明:芯体迎风面的气流速度分布不均匀,且不均匀性随着风量的增大而增强;不均匀系数越大,对换热效率的影响越大。     

敷膜多孔纸全热交换器效率的实验及数值研究

针对全热交换器传湿效果不明显的特点,提出了以带孔纸为支撑层,涂敷亲水膜的方式提高交换膜的热效率。基于所采用的交换膜,实验测量了多孔纸膜的热质交换性能;同时,建立了有限元数值仿真模型,研究了不同孔径、孔间距对全热交换器换热效果的影响。结果表明:对于全热交换器而言,采用敷膜多孔纸的方式,可以有效提高全热交换器的换热效率,实验结果与数值模拟结果相符。在带孔纸能够起到支撑层作用的前提下,孔密度越大越好,结合实际加工工艺特点,多孔纸膜中孔的直径应该控制在1 mm左右。为全热交换膜段优化设计提供了热设计参考数据。