石墨烯泡沫热物性与界面热导温度相关性研究

石墨烯泡沫是将石墨烯立体化形成的复合材料,在锂离子电池等领域有较好的应用前景,而其导热性质成为限制工业应用的重要因素。基于瞬态电热技术,研究了石墨烯泡沫的导热性质及其随温度的变化。结果表明,不同于Umklapp声子散射机理,石墨烯泡沫的热导率随温度呈正相关性:由室温至373 K时,热导率由0.71升高至1.10 W/(m·K)。分析发现,泡沫内部的大量界面是其低导热性质的主要因素。利用分子动力学模拟验证了石墨烯与基体材料间的界面传热随温度成正相关,与宏观材料测量结果相符。     

两种石墨烯修饰的复合热界面材料的制备及热性能的研究

采用化学氧化还原法制备的石墨烯和化学气相沉积法制备的三维网状石墨烯共同作为导热填料改性环氧树脂,研究导热填料质量分数的变化对环氧树脂热导率的影响,并进一步测定复合热界面材料的热导率在高温下的稳定性。结果表明:当石墨烯-三维网状石墨烯的质量分数为0.2(石墨烯和三维网状石墨烯的比例为1∶9)时,可使环氧树脂的热导率提高2 400%;三维网状石墨烯的三维网状结构和石墨烯的表面官能团对复合热界面材料的热性能具有显著地影响;三维网状石墨烯为声子提供了快速传输通道,而石墨烯的表面官能团能促进环氧树脂与石墨烯之间形成良好的接触,降低界面热阻,在石墨烯和三维网状石墨烯的协同作用下可提高热界面材料的热导率。此外,可以通过优化导热填料的尺寸,提高复合热界面材料热导率的稳定性。     

热导传感器在氢气测量中的影响因素研究

本文为提高热导传感器对待测气体中氢气浓度的测试准确度,通过实验对气体流量、温度、湿度等环境因素对传感器输出的影响进行了测试和分析,得出了各环境因素对传感器输出的影响规律。针对相应规律,提出了一种包含温度、湿度和输出电压等变量的多参数补偿方案,并对该补偿方案进行了实验验证,发现该补偿方案可使传感器在各温度点、各湿度点、各浓度点的测试准确度保持在±3%FS以内,使传感器的测试准确度获得极大地提高。     

微通道轴向导热的拉曼测温实验研究及数值模拟

建立了使用共焦显微拉曼光谱图的微尺度水温测量方法,并用于单相水的对流传热实验。将实验与数值模拟相结合,研究了微通道内轴向导热对流体的传热影响。研究发现,通道入口处壁面热通量最大、液温和壁温均呈非线性发展;局部Nu数曲线出现奇异点,且奇异点位置随着雷诺数的增大往出口处移动;努塞尔数随着雷诺数的增大而增大。     

基于CBS有限元的导水机构内部流动数值模拟

基于CBS有限元法对水轮机全流道进行离散分析,利用多物理场耦合软件模拟了内部流场,获得了水轮机导水机构内部压力与速度分布图,并通过计算结果图得到了导水机构内部的流动特性。     

贮热材料TAM-NPG二元体系的变温红外光谱研究

利用变温红外光谱中缔合羟基的非平面变角振动吸收谱带的变化,对TAM－NPG二元体系在37－39℃的晶型转变机理进行了探讨。结合DSC,证明组成随TAM含量的增大,氢键数目减少。     

多层多孔介质层间界面处的热质耦合传递

为解决多层多孔介质层间界面处含湿量不连续而使含湿量梯度不能直接作为质传递驱动势的问题,该文在仍然以含湿量梯度为质驱动势的条件下,对界面处的质量和能量守恒方程进行适当改进,使对多层多孔介质热质耦合传递的模拟结果更符合实际,通过对已发表文献的实验结果进行验证,利用验证改进后的模拟方法对新建建筑多层多孔介质围护结构进行模拟,并与以界面处的平均体积含湿量梯度作为质驱动势对模拟结果进行对比。对比结果发现:利用改进后的模拟方法模拟的围护结构干燥速度小于后者的模拟结果,模拟结果也更接近实际情况。     

二次再热锅炉的技术发展及优化

二次再热技术能够进一步提高机组的热效率。国外从20世纪50年代开始发展二次再热机组,但蒸汽参数较低。国内从2009年开始进行二次再热锅炉的研发,起步晚且蒸汽参数高,存在一定的技术难度。经过近10年的发展,国内二次再热锅炉技术得到很好的工程验证,且进行了一定的优化改进,取得较好的效果。     

以减小压降为目标的导叶式分离器几何参数优化

为预测以下列参数为设计变量时压降的非线性变化:导叶的包弧长L、出口角α、排气管的直径D_e、内置深度S、筒体的直径D、高度H_c、排尘锥高度H_z及排尘口直径D_v,采用响应面参数优化法以减小压降为目标优化分离器。结果表明:利用响应面优化法可成功对多参数进行优化组合,优化后压降减小69.8%。设计范围内压降对各几何参数灵敏度存在差异,结合数值模拟可知,几何参数改变直接影响分离器内部强旋转流场的分布,最优的参数组合可减弱内部湍流运动强度与涡流能量损耗,使其具有较高的降损能力,起到减小压降的目的。     

“以热定电”背景下热电联产机组优化分配热负荷的研究

目前,受企业经济效益的影响,热电联产企业未能完全实施“以热定电”的运行原则。为了确保“以热定电”的顺利实施,建立多台机组“以热定电”的经济效益模型,用以评价企业的效益,并以2台机组为例,展示优化分配热负荷的方法,通过优化分配热负荷,达到提高企业效益的目的,进而为“以热定电”运行的顺利实施提供充分的条件。     

四维电磁导航系统辅助CT引导下肝肿瘤热消融的临床应用

【摘要】 目的 探讨肝肿瘤热消融过程中四维电磁导航系统在辅助CT引导的应用价值和疗效评估。方法 选择40例需接受单针热消融的单发肝肿瘤患者（肿瘤最大直径≤5 cm）,采用随机数字表的方法将40例患者随机分为两组,其中20例患者（导航组）行四维电磁导航系统辅助CT引导下肝肿瘤热消融, 20例患者（对照组）在常规CT引导下行肝肿瘤热消融。记录并比较两组患者热消融过程中的皮肤穿刺次数,针调整次数,穿刺靶目标时间,CT扫描次数,CT透视时间和总剂量乘积（DLP）。观察两组患者热消融术后并发症的情况,并在术后1～2个月随访热消融的效果。结果 导航组20例患者在肝肿瘤热消融的过程中成功应用四维电磁导航系统,导航组与对照组患者的皮肤穿刺次数比为（1.20±0.42）次比（1.25±0.55）次,P=0.803;针调整次数为（2.40±1.17）次比（4.95±3.10）次,P=0.003;穿刺靶目标的时间为（16.50±10.62） min比（15.20±5.82） min,P=0.725;CT扫描次数为（7.10±1.73）次比（10.30±4.09）次,P=0.006;CT透视时间为（40.47±18.71） s比（59.98±32.23） s,P=0.046;CT透视时间和总剂量乘积（DLP）为（807.39±284.79） mGy?cm 比（1 578.67±784.00） mGy?cm,P=0.001。在热消融的过程中40例患者均无严重并发症发生,术后1～2个月随访复查导航组和对照组患者的完全消融率为90.0%和84.2%（P＞0.05）。结论 四维电磁导航系统辅助CT引导下肝肿瘤热消融可明显减少热消融过程中消融针调整次数,CT扫描次数和CT透视时间,同时可大大降低患者接受的辐射剂量。但仍需要进一步的研究来确定四维电磁导航系统的应用效果。

     

应用于日光温室墙体的相变材料热物性优化研究

建立日光温室计算传热模型,以室内空气温度和墙体内表面温度为指标,通过实验方法验证了所建立的传热模型准确性,最后分析相变材料相变温度、相变焓、导热系数、密度等热物性对室内最低温度和相变蓄热率的影响规律,确定被动式相变蓄热墙体和主-被动式相变蓄热墙体的最佳相变材料热物性,阐明了实际应用时相变材料选择原则。研究结果表明,所建立的日光温室传热模型具有较高准确性,可用于日光温室墙体相变材料热物性优化;主-被动式相变蓄热墙体最佳相变材料的相变温度为27 ℃,相变焓为200 kJ/kg,导热系数为0.35 W/（m·K）,密度为440 kg/m³,被动式相变蓄热墙体最佳相变材料的相变温度为26 ℃,相变焓为200 kJ/kg,导热系数为0.35 W/（m·K）,密度为792 kg/m³;最佳相变材料热物性应用时,2种墙体室内最低温度均可达到15.0 ℃,但是被动式相变蓄热墙体的相变蓄热率较主-被动式相变蓄热墙体减小29.5%。本研究可为相变材料在日光温室的高效利用提供参考。     

基于欧拉-欧拉多相流模型对生物质快速热裂解的数值模拟

基于欧拉-欧拉多相流方法,采用单步多元反应动力学模型研究了生物质在二维鼓泡流化床反应器中的快速热裂解反应,分析了反应器中颗粒流动、传热以及热裂解产物组成的分布规律。结果表明:气泡的流动有助于气体、石英砂和生物质的混合和热量交换;经过气体的对流换热和石英砂的接触导热,生物质温度迅速升高后发生热裂解,热裂解温度为750～850 K;计算得到的生物油、焦炭和不可冷凝气体的产率分别为59.2%、14.4%和22.1%。     

适用于废热回收的相变蓄热装置数值模拟与实验研究

固-液相变潜热蓄热技术是一种极具前景的工业废热回收方式,通过管壳式换热器可利用相变材料(PCM)吸收工业废热加以储存再用于加热水,从而实现了工业废热的回收利用.对填充高导热多孔筛网的管壳式潜热蓄热单元(LHSU)建立了二维数学模型,并对填充与未填充筛网的蓄热容器一同进行了相变蓄热实验.实验结果表明,填充筛网能够有效改善PCM的传热性能;实验数据和计算值吻合的较好,证明了计算模型的有效性.利用计算模型,对3种PCM(石蜡P116、硬脂酸和软脂酸)蓄热系统进行了数值计算.结果表明,采用软脂酸的蓄热系统热性能最佳,能很好地满足供应生活热水的设计要求.研究结论对蓄热系统的设计和性能优化有一定的指导作用.     

煤／塑料共热解的热重分析及动力学研究

利用热重技术研究了煤、塑料(高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和聚丙烯)及其混合物的热解行为.结果表明,由于分子结构的相似性,3种塑料有相似的热解失重行为,由于灰分和固定炭含量高,煤的失重率最低.煤和塑料存在重叠的热解温度区(438～521 ℃),有利于塑料向煤供氢.煤,塑料共热解时在高温区存在协同效应(T>550℃).动力学分析表明,采用1至4个连续一级反应模型即可拟合实验数据,活化能和指前因子分别为35.7～572.8kJ/mol和27×1038～1.7×1038 min-1,其值取决于材料本身的特性.