新型真空玻璃的设计与制备

真空玻璃是一种新型节能玻璃,在提倡控制建筑能耗、低碳环保、节能减排的城市建设中有广泛的应用。研究了一种制备真空玻璃的新方法,与传统制备工艺不同,采用"夹丝"的方法用金属丝线取代传统的点状支撑物。在真空室中,利用自动控制设备在420℃完成排气、封边等操作,从而避免因抽气口的存在带来的漏气隐患。通过采用四边固定均布荷载矩形薄板的挠度计算方法和有限元分析等来确定金属丝线的数量和排布方式,确定采用直径为0.1 mm不锈钢细丝,排列间隔为60 mm。利用此方法制备的普通白玻真空玻璃传热系数(K值)达到2.58 W/m2K,接近市场上普通白玻真空玻璃的传热系数,达到很好的保温隔热的效果,符合低碳环保、节能减排的城市建设理念。     

GI-POF预制棒制备工艺的研究

为了解决GI-POF预制棒存在的工艺问题,根据界面一凝胶理论,以MMA作为基质,通过对温度、压强等因素对制备过程影响的分析,提出了气泡、真空泡存在的原因和解决方案．并对Tg进行测量,给出了在55～85℃、C4H10S的量浓度为0．010mol／L的条件下制备的GI-POF预制棒基本无缺陷．     

连续生产纳米材料真空可控气氛炉真空系统的设计

设计了用于气相法连续制备纳米材料的真空可控气氛炉真空系统.确定真空系统方案,计算真空室的极限真空、工作压强、机械泵的抽气时间、真空法兰及真空管道的壁厚,并且对真空泵和真空阀门进行选型.     

民居建筑钢化真空玻璃的热工性能研究

针对民居建筑普通玻璃耗能高的问题,提出以钢化真空玻璃取代普通玻璃,从而实现降低建筑能耗。采用实验室测试和数值模拟的研究方法,测试计算新型钢化真空玻璃的导热系数,对比分析不同类型玻璃在不同热工分区的民居建筑能耗。结果表明：钢化真空玻璃的导热性能远小于单片玻璃、中空玻璃和三层夹胶玻璃等建筑常用玻璃的;与民居建筑采用单片玻璃的能耗相比,钢化真空玻璃的节能效率最佳,是其他类型玻璃全年节能率的2～3倍;随着民居建筑所处热工分区纬度增大,热负荷逐渐增大,冷负荷不断减小;无论在哪个热工分区,采用钢化真空玻璃民居建筑的冷/热负荷都小于其他类型玻璃的。民居建筑采用钢化真空玻璃节能效果显著,对民居建筑的绿色发展和国家“双碳”目标实现具有积极的现实意义。     

基于PIV的明渠紊流压强场测量技术研究

基于粒子图像测速（PIV）的压强场测量技术可实现流动内部瞬时压强的非接触式、高时空分辨率、全场测量。本文采用欧拉法根据时间解析的速度场重构压强梯度场,再采用虚拟边界全向积分法结合边界条件得到压强场,实现了基于PIV的明渠紊流压强场测量技术。为了使用基于PIV的压强场测量技术准确测量明渠紊流压强场,利用时间解析的明渠紊流直接数值模拟数据和PIV速度场对该测量技术的精度、误差来源及主要影响因素进行了分析。基于本文数据,发现该测量技术的测量结果几乎无平均偏差,但均方根误差相对较大约为25%;通过分析由速度场重构压强梯度场及由压强梯度场积分得到压强场两个阶段的测量误差表明,压强场测量误差主要发生在由速度场重构压强梯度场这一阶段,主要受流场测量参数和边界条件给定方法的影响。进一步分析了上述主要影响因素对压强测量误差的影响规律,发现压强场测量误差随流场采样间隔的增加而增大,随流场测点间距的增加先减小后增大;基于本文数据得到在内尺度无量纲测点间距约为7时误差最小,但该测点间距最优值的普适性尚待更多数据支撑;在矩形测量区域边界4个角点布置压强边界点时,压强场测量误差会显著降低。将该压强场测量技术初步应用于明渠均匀紊流,发现时均压强测量结果较为准确,压强紊动强度测量结果误差相对较大,但垂向分布趋势接近。研究结论为明渠紊流压强场的实验测量提供理论依据和实践参考。     

高温真空阻尼测试系统的设计与性能测试

为研究高温真空下材料阻尼的变化规律,根据共振驻留法进行阻尼识别的方法,研制了一套高温真空环境下的阻尼测试系统,解决了高温真空环境下施加激励和测量试件振动信号的难题.高温真空阻尼测试系统主要包括电炉加热控制子系统、真空控制子系统、温度监视子系统、水冷子系统和阻尼测试子系统.性能测试实验表明,该系统的温度可自动控制,可控范围为室温～1100℃,最高真空度可以达到0.1Pa.具有温度和真空度稳定,操作灵活简便,读数直观清晰等特点.     

真空下金属锂蒸发速率的测定与分析

金属锂是能源、材料、航空等领域不可或缺的基础原材料,真空冶金是一种清洁高效的金属锂提取、提纯技术,但仍存在金属锂真空蒸馏基础数据不明,蒸发动力学数据缺失的问题.通过真空差重法对金属锂单质在不同温度、压强下的蒸发速率进行了测定,并与理论计算结果进行了对比,修正了金属Langmuir最大蒸发速率公式中的蒸发系数,在630℃、650℃和700℃下的蒸发系数分别为0.287、0.514和0.206,得到了金属锂在630℃、650℃和700℃下的临界压强为22.873 Pa、44.135 Pa和60.495 Pa.本研究为金属锂真空蒸发提供了动力学数据基础,也为金属锂真空冶金工艺条件和生产设备参数的改进提供了参考.     

SiO_2气凝胶绝热材料传热模型及导热性能研究

常温、真空条件下,SiO_2气凝胶材料的导热性能决定了真空绝热板的表观导热性能,真空条件下影响其等效热导率的因素及对影响因素的规律研究可为芯材和真空绝热板的生产提供理论依据。文章基于气凝胶绝热材料的热导率计算模型,利用MATLAB软件编程计算其有效热导率,研究了压强、密度、纤维体积分数对SiO_2气凝胶绝热材料等效热导率的影响规律。结果表明:常温条件下,随着压强降低,气凝胶的热导率显著降低,压强1 k Pa时,气凝胶的热导率随压强降低趋于平缓,材料内气相热导率降低;密度减小使得固相热导率降低,而同时孔隙率增大使气相热导率增加,二者共同作用时,气凝胶材料存在最佳密度值,导致总热导率最小;纤维体积分数增加,固相热导率增大,增加对材料内部热辐射的抑制,最佳纤维体积分数使复合了纤维的SiO_2气凝胶材料热导率最小。     

无机支柱真空玻璃的封接边缘受力分析

利用有限元软件对真空玻璃在大气压荷载下的受力进行模拟分析,可以得到详细直观的受力结果,弥补了理论公式难以准确得到真空玻璃受力情况的缺点,更好地为真空玻璃的应用提供理论数据。文章利用ANSYS有限元软件模拟分析了无机支撑柱的真空玻璃,研究封接边缘受力及其对真空玻璃受力的影响。结果表明:真空玻璃受到的压力由支撑柱和封边共同承担,封边区域既有压力也有拉力;封边对第1、2圈支撑柱的影响最大;将位移最大的第2圈支撑柱的弹性模量增大,甚至采用不同于无机支柱的刚性支柱,可以减小真空玻璃在大气压下的最大位移;在变形允许的范围内,真空玻璃的支撑柱的高度可以适当增加。     

从银锌渣真空蒸馏回收银和铋的研究

粗铋火法精炼过程中采用加锌除银工艺而产生大量的银锌渣,银锌渣内含Ag、Bi等贵金属.目前主要采用熔析的方法回收其中的Ag和Bi.本文采用真空蒸馏的方法对银锌渣进行二次资源回收,通过实验研究确定真空蒸馏回收Ag和Bi的最佳实验条件为：炉内压强为1～30 Pa,蒸馏温度为900℃,保温时间为2 h.在此条件下,粗银含银量为66.73%,Ag的回收率为97.88%,粗铋含铋量为91.99%,Bi回收率为93.46%.采用真空蒸馏回收Ag和Bi可以大大降低Zn的加入量、降低银锌渣的产出量;同时减少银锌渣烟化、还原流程处理量,降低精铋生产能耗.     

水环式真空泵性能对300MW机组经济性影响

基于凝结换热理论和气体状态方程,建立了空气浓度对凝汽器平均传热系数和压力影响的数学模型;结合真空泵在不同工作水温下的性能曲线,得到了300 MW机组在不同负荷、不同循环冷却水温度下凝汽器平均传热系数与工作水温的关系;分析了水环式真空泵工作水温对机组经济性的影响.该研究对改善凝汽器真空及维持真空泵工作性能的稳定具有一定的指导意义.     

折流板结构对换热器壳程流动和传热性能的影响

以弓形折流板为基础,设定相同的工况条件,用FLUENT软件对曲面、球面和弓形三种折流板型的换热器壳程流体的流动和传热性能进行模拟,并对三种板型的管壳式换热器壳程压降及换热系数进行比较分析。通过对比三种板型换热器的传热性能及压力、温度和流速云图,分析了产生传热性能差异的原因。研究结果可为管壳式换热器折流板设计及强化传热性能提供参考,具有一定的工程实际意义。     

R744系统管翅式蒸发器换热性能的优化

基于稳态分布参数法,建立了R744系统管翅式蒸发器模拟程序,计算分析了管内制冷剂侧换热系数和压降梯度沿管长的变化特点;通过对管翅式蒸发器结构参数进行敏感性计算分析,得出了传热系数、换热量、制冷剂侧压降以及冷重比等参数与蒸发器主要结构参数之间的变化关系.优化后的管翅式蒸发器在换热量基本相同的情况下,空间体积缩小了24.86％,传热系数提高了5.17％,单位面积换热量提高了15.58％.     

渗层不锈钢管束表面真空下换热特性的实验分析

为了探究在真空条件下材料表面特性对蒸汽凝结换热的影响机理,从实验和凝结理论两个方面入手探索了在真空条件下渗层不锈钢管束壁面蒸汽凝结的换热特性。在真空条件下进行对比实验,实验结果表明,渗层不锈钢管束的凝结换热性能明显优于普通铜管束,且随着真空的提高,效果更为显著,最高提升幅度可达77％。进而从真空对蒸汽的流场、非冷凝气体的热阻及其固相和液相间的界面能差三个部分论证了真空度的提升有利于冷凝液滴的形成和凝结换热效果的提升,与实验结果相符。     

玻璃幕墙传热系数现场检测的研究

由于玻璃幕墙对建筑物的总体能耗影响较大，为节约能源必须要了解玻璃幕墙实际使用情况下的传热性能，以便为正确设计和应用玻璃幕墙提供依据。以往传热系数的检测都是在实验室内进行，因而无法反映现实的使用性能。为此我们对现场检测玻璃幕墙传热系数进行了试验研究，提出了玻璃幕墙传热系数现场检测的方法及相应的检测设备，并对检测系统的不确定度进行了分析。通过试验分析表明，本检测方法能反映玻璃幕墙在现实使用条件下的传热性能，达到了研究的目的。     

地下蓄能热扩散和传输的能流通量描述

通过对地下蓄能系统能量输入、存储和输出过程中的能量传输问题的研究,提出地下岩土蓄能能流通量的概念。通过衡量蓄存能量的扩散传输程度,定量分析判断地下蓄能过程的能流效应,为控制扩散提供了衡量参数和依据。在此基础上,研究了不同排列竖孔地下换热器群布置形式的能流问题以比较它们在保存土壤蓄能期间能流强度的差别。研究发现,孔群布置决定地下温度场形态,该温度场形态对能量输入、输出及蓄存的自由扩散传输程度产生明显的影响。     

高速钢刀具在深冷处理时的表面换热系数的计算

在对材料为W9M03Cr4V的高速钢刀具进行深冷处理的有限元模拟时,表面换热系数是一个重要的系数。为得到此参数,采用了反传热法对由深冷处理实验测定材料为W9M03Cr4V的试件所得到的温度曲线进行处理,从而得到其表面换热系数,用此系数作为相同材料的高速钢刀具的表面换热系数。文中的分析和计算是在FEPG软件和Visual C＋＋编程语言的辅助下自动完成的。     

Experimental study of heat-transfer coefficient of Al-Zn-Mg-Cu ultra-thick hot plate during multi-stage quenching

Experiments were conducted to investigate the cooling manner of an ultra-thick hot aluminum alloy plate during multistage quenching. Cooling curves and heat flux curves of different rapid quenching flux varied from 23 to 40 L min~(-1) and were analyzed in detail. In this investigation, cooling process was divided into the following four steps:(I) starting step,(II) rapid cooling step,(III) slow cooling step, and(IV) stopping step. Based on the curves, the calculation method for surface transfer coefficient was provided, and the effects of coefficient on surface temperature and quenching flux were discussed. Results showed that the transfer coefficient disagreed with heat flux and that it is a nonlinear function of surface temperature. The highest coefficient was observed not in the rapid cooling step with the largest heat flux but in the slow cooling step with lower heat flux. The coefficient increased with surface temperature ranging from 480 to 150°C, and a coefficient peak appeared in the temperature range of 150–100°C. The coefficient also increased with quenching flux. Finally, a simulation was performed using the finite element method to verify the reliability of the coefficient results, which showed good agreement with the measurement values.     

钢外护管高温蒸汽真空保温管道热力计算分析

研究钢外护管高温蒸汽真空保温管道(下文简称真空保温管道)保温材料层、真空层传热机理和合理热力计算方法,是优化其保温结构并提高其保温性能的关键.进行了真空保温管道热工性能实验,并应用稀薄气体分子热运动理论,研究了真空保温管道的保温材料层和真空层传热机理,提出了不同钢外护管和工作钢管尺寸、真空层压力、热媒温度下的真空保温管道的当量导热系数和换热量计算方法,采用该方法的计算结果与实验值对比,最大偏差8.6%,最小偏差0.5%,计算结果说明该方法正确.计算真空层压力处于中、低真空下的真空保温管道的换热时不应忽略真空层中的对流换热.为获得满意的保温效果,应将真空层绝对压力控制在2 kPa以下.     

热管真空灌装封装系统研制及参数优化

热管真空灌装封装技术是制作热管的关键技术。工业上运用广泛的方法是"沸腾排气法",但该方法存在质量控制精度差和真空度不足等缺陷。常见的热管封装技术为冷焊技术,但封装过程中容易导致真空破坏。针对这些不足,研制了一种热管真空灌装封装系统:利用真空泵使热管内部实现高真空,同时利用液压装置对热管实现封装;对系统灌装封装流程进行优化设计,基于MFC编制了远程控制程序;通过实验,对液压压力进行优化,得到了最佳运行参数。该系统克服了沸腾排气法和现有冷焊技术的不足,达到较好的生产效果。