脉冲式平面热源法测量材料热导率和热扩散率的分析与实验

对于脉冲式平面热源法实验中的脉冲加热持续时间对测量的影响以及热参数计算公式中的f系数做了理论分析,建立了相应的实验装置并对一些常见材料进行实际测量,系统分析了热导率和热扩散率以及体积热容测试的不确定度。     

碳酸二甲酯液相热导率

利用瞬态单热线法重新研制了一套可耐高压的热导率测量装置,热导率测量的不确定度为±2%。用推荐物质甲苯对该装置在286～350 K的温度范围内进行了检验,得到的结果与甲苯热导率推荐值的绝对平均偏差为0.48%。用该装置对温度区间为290～390 K、压力区间为0.1～30 MPa的碳酸二甲酯(DMC)的热导率进行了实验研究,并将实验数据拟合成关于温度和压力的热导率方程,实验数据与拟合方程计算值的最大偏差为-1.97%,绝对平均偏差为0.86%。     

液相己二酸二乙酯热导率

己二酸二乙酯是有机合成重要的溶剂和中间体,也在日用化学工业和食品工业,如香料、增塑剂等方面应用广泛。近年来,含氧燃料如己二酸二乙酯可以改善油品性能和降低柴油机排放,被认为是良好的柴油添加剂和替代燃料。然而到目前为止,对己二酸二乙酯的热物性研究相对不足。利用钽丝作为热线的瞬态双热线系统对温度区间为283～383K、压力区间为0.1～30MPa的液相己二酸二乙酯热导率进行了实验研究,并将实验数据拟合为温度和压力的关联式。实验数据与热导率关联式计算结果的标准偏差和最大偏差分别为0.14%和0.43%,热导率的标准合成不确定度为±1.0%。     

耐火纤维材料高温热导率的分形

引　言耐火纤维材料是一种具有复杂微空间结构的多孔介质性材料 .纤维的堆积是随机无序的 ,这种无规的几何结构导致其热物理特性的多样性 .对此类材料在低温下的热物性已进行了较深入的研究[1～ 3] ,但对其在高温条件下的研究报道甚少 .从传热机理来看 ,在高温条件下 ,耐火纤维材料内不仅有气体和纤维的热传导 ,热辐射也很重要 ,因此 ,材料的微空间结构和温度是影响其热性能的主要因素 .研究高温热辐射的方法有有限体积法[4 ] 、离散传递法[4 ] 、等效热阻法等 .本文运用分形理论[5～ 7] ,对新型高铝耐火纤维材料进行了分形描述 ,并结合等效…     

碳化硅材料热导率计算研究进展

从声子散射机制出发,介绍了Si C热导率的温度特性和微观导热机理。综述了Si C单晶热导率的2种主要计算方法。Boltzmann-弛豫时间近似(RTA)适用于各个温度段的热导率计算,而分子动力学方法更适用于高温热导率计算。分子动力学方法相比于Boltzmann-RTA方法的优点在于它可以考虑所有高次项的非谐作用。介绍了3种Si C陶瓷热导率近似计算模型,包括界面热阻模型、Debye-Callaway模型及多相系统热导率模型。下一步研究的主要方向仍然是优化计算模型及减少拟合参数。     

纳米流体热导率的测量

运用瞬态热线法测定了不同种类、不同体积份额配比的纳米流体的热导率,分析了纳米粒子属性、份额、尺度等因素对纳米流体热导率的影响.实验结果表明,在液体中添加纳米粒子显著增加了液体的热导率.通过对实验结果进行分析,提出了计算纳米流体热导率的关联式.     

氧化物热电材料热导率的研究

随着能源的日益紧张以及环境污染的日趋严重,氧化物热电材料作为一种新型的能源转换材料倍受人们关注.提高氧化物热电材料热电性能,实现大规模应用的关键是降低材料的热导率.本文详细介绍了氧化物热电材料热导率的影响机理及测试方法,提出了降低氧化物热电材料热导率的主要途径;最后指出了氧化物热电材料的应用前景及在热导率方面的研究方向.     

纳米冷冻机油热导率的实验研究

采用两步法,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为表面活性剂,制备了不同种类的纳米冷冻机油并对其分散稳定性进行了实验研究。采用Hot Disk热常数分析仪,测量了40℃下纳米冷冻机油(纳米材料为TiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、石墨和碳纳米管,体积分数为0.05%、0.1%、0.2%、0.5%、1%和2%)的热导率,分析研究了颗粒体积分数、粒径、材质以及表面活性剂等因素的影响。结果表明:纳米冷冻机油的热导率随着颗粒体积分数的提高而增大;相同体积分数下随着颗粒粒径的增大而减小,而相同粒径下又随着颗粒材质热导率的提高而增大;同时分散稳定性优的纳米冷冻机油热导率较高。基于纳米粒子的体积分数、粒径、团聚理论和布朗运动开发了纳米冷冻机油热导率预测模型,并与实验数据进行比较,发现预测值与90%的实验数据偏差在±3%以内,平均偏差1.6%。     

用涂层热线法测量含SiC耐火混合料的热导率

以国标 (GB/T10 2 97- 98)测定非金属固体材料热导率的热线法为基础 ,对热线和热电偶等涂敷一层绝缘涂料 ,测定了含SiC的耐火混合料的热导率。采用高精密仪表及利用多点测试数据线性回归处理法 ,可提高测量结果的可靠性和精度。     

影响有机硅热防护涂层的热导率的因素

以硅树脂为基料,配合中空玻璃微球等填料,制备了有机硅热防护涂层;研究了填料的组合、添加量、规格以及溶剂体系等对有机硅热防护涂层热导率的影响。结果表明,采用表面经过处理的中空玻璃微球和气相法白炭黑A380的组合填料、中空玻璃微球的用量选择60份、并使用酮类溶剂和芳香类溶剂的混合溶剂制成的热防护涂层,其热导率≤0·1W/(m·K),密度≤0·55g/cm3,拉伸强度≥2·0MPa。     

炭黑/橡胶复合材料热导率的计算

应用不同的理论模型预测了炭黑/橡胶复合材料的热导率,并与实验测试结果进行了对比分析.结果发现,发黑体积份数对炭黑填充胶热导率影响很大,随着炭黑用量的增加,炭黑/橡胶复合材料的热导率逐步增加;炭黑/橡胶复合材料的热导率与炭黑的结构性及形态有关;在低填充份数2%～25%范围内,用Maxwell模型预测N234发黑/橡胶及N134炭黑/橡胶两种复合材料的热导率与实验结果最为接近.     

醇+1,2-二氯乙烷、醇+环己酮二元体系热导率的测定和推算

采用瞬态热丝法液体热导率测量装置测定 10种醇 (甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇、正戊醇和异戊醇 )分别与 1,2 -二氯乙烷、环己酮组成的 2 0个二元体系在常压、 30℃和不同组成时的热导率 ,测量误差± 0 .7% .用文献中 5种热导率方程对所测液体的热导率做了推算 ,将计算值与实测结果做了比较 ,并进行了讨论     

玻璃钢蜂窝夹层结构板热导率研究

玻璃钢蜂窝夹层结构板除高比强度、比刚度的优点外,还具有低热导率的特点,是一种隔热保温材料,在航天、航空、建筑方面得到广泛应用。本文对蜂窝夹层结构板的热导率进行了理论上的研究,分别对传导、对流、辐射进行分析,最后得到可供设计使用的热导率计算公式及曲线。计算结果与试验值很符合。     

EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF PARAMETERS AFFECTING NANOFLUID EFFECTIVE THERMAL CONDUCTIVITY

The present research reports nanofluid effective thermal conductivity enhancements (ETCE) using an accurate transient short hot wire method system. Preparation of nanofluids was carried out through a two-step method with highly powered pulses similar to that for nanoparticle dispersion in base fluids. Parameters affecting nanofluid heat conductivity such as concentration, sizes, and material of nanoparticle? type of base fluid, temperature, ultrasonic mixing time, and elapsed time after preparation were studied. In the present study, nanoparticles of Al, Al₂O₃, CuO, SnO₂, TiO₂, and SiO₂ with base fluids of water and ethylene glycol were used. Parameters like concentration, size, temperature, and the type of base fluid showed more noticeable effect on the effective thermal conductivity than the others, and mixing time had the least effect. The results showed that any increase in concentration and temperature, and also any decrease in size of nanoparticles and time elapsed after nanofluid preparation, leads to the ETCE of the nanofluid. However, the effects of nanoparticle material, base fluid, and mixing time on thermal conductivity of the nanofluid showed varying trends. Last, a number of mathematical models for prediction of thermal conductivity of nanofluids were applied.     

测定多孔性固体催化剂颗粒有效导热系数的新方法

提出了一种测定空气中催化剂有效导热系数的方法。该方法简便、易行,实验误差小于5％.在此基础之上用woodside随机分布模型计算了反应条件下催化剂有效导热系数。误差分析表明：该模型误差较小,完全可以用于工程计算。     

AN APPARATUS FOR MEASURING THERMAL CONDUCTIVITY OF LIQUIDS UNDER HIGH PRESSURE

We have reported a method for measuring the thermal conductivity of liguids un-der high pressure previously [1,2].Such data are necessary for improving thetechnologies such like processing as acidity,pressure cracking,thermal exploitation ofpetroleum,etc. An apparatus has thus been constructed,as shown schematically in Fig.1,tomeasure the thermal conductivity of liquids under pressure up to 25 MPa and temperatureranging from 150 to 250℃.The thermal conductivity cell is cylindrical in from,35mmin length and 25mm in inner diameter.The sample is poured into the cell through the     

液体的导热系数与蒸发潜热及温度间的关系

提出了流体导热系数的自由体积模型,用方阱流体的分子动力学模拟结果验证了模型,获得满意的结果.将所得模型结合统计力学理论,导出了液体的导热系数与蒸发潜热间的关系,对40种有代表性的物质(569个点)的关联,误差仅为1.78%,最后得到关联导热系数与温度的两参数模型,对40种物质的关联结果表明,所得模型适用于直到临界点附近的宽广的温度范围,优于被认为较成功的Jamieson的两参数经验式.     

影响硬质聚氨酯泡沫塑料导热系数因素的研究及配方优化

详细研究了密度、催化剂、水分、F_(11)用量和聚醚对硬质聚氨酯泡沫导热系数的影响。实验结果表明,密度对导热系数的影响有一峰值,即最佳点,聚醚、催化剂、匀泡剂、F_(11)用量对导热系数都有明显的影响,水分对导热系数影响十分敏感。同时进行了配方优化,得到了最优配方。