金属多孔介质泡沫自然对流换热实验研究

本文对饱和水-泡沫铜多孔介质在方腔内的自然对流换热进行了实验研究。讨论了孔隙率、孔隙密度及倾斜角度对多孔介质自然对流换热的影响。结果表明:自然对流换热随着孔隙率增大而减小。当孔隙率一定时,随着孔隙密度的增大,自然对流换热减小。Nu数随着加热功率的增大而增大,随着腔体倾斜角度的增大而减小。根据相似理论建立了以孔隙率、孔隙密度、倾斜角度为影响变量的换热准则关联式,且误差小于±7.5%。     

开槽对管内填充金属泡沫对流换热的影响

采用数值模拟方法建立计算机CPU翅片散热器相同尺寸的金属泡沫模型,研究了矩形管内插入金属泡沫后的流动和换热性能。研究表明,数值模拟结果与文献实验结果吻合较好;开槽深度对金属泡沫换热性能具有明显影响,在低雷诺数下,努塞尔数随着无因次高度H/D(开槽深度和迎风面水力直径比值)的增加而减小;在高雷诺数下,努塞尔数随着H/D的增加先增大后减小,H/D在0.146~0.438范围内,努塞尔数比不开槽金属泡沫的大。引入基于渗透率的雷诺数整理数据得到了管内填充开槽金属泡沫的强制对流换热准则方程。     

泡沫金属换热器内流动与换热性能的研究进展

基于泡沫金属三维结构的复杂性,从理论分析、实验研究和数值模拟三个方面论述了近年来泡沫金属换热器内流动与换热性能的研究进展。基于多孔介质的流体动力学和传热传质理论,简述了提高泡沫金属换热器换热性能的研究进展、阻力特性和传热特性及其对换热器换热性能的影响,并结合泡沫金属模型,分析了泡沫金属强化换热的机理及其对流动和换热性能的影响,提出精细化处理泡沫金属的微孔尺寸和完善泡沫金属模型,研究了泡沫金属用于换热器方面的发展趋势。     

泡沫金属填充率对相变材料强化换热的机理研究

本文基于石蜡和泡沫金属铜制备了复合相变蓄热材料,设计并搭建了可视化蓄热实验装置,分析了泡沫金属铜填充率对石蜡蓄热过程的强化传热机理。实验结果表明：当泡沫金属铜的填充率从0增至2.13%时,复合相变蓄热材料的融化时间从901 s缩短至791 s,缩短了12.21%;当泡沫金属铜的填充率为2.13%时,石蜡内部的温度梯度最小,为22.52 K。此外,随着泡沫金属铜填充率的增加,复合相变蓄热材料的蓄热量从15 932 J减小至13 296 J,减少了16.55%,蓄热速率先减小后增大,分别为18.41、18.33、18.64、19.13 J/s,当泡沫金属铜的填充率为0.99%时,蓄热装置中石蜡的蓄热量为14 539 J,蓄热速率为18.52 J/s,蓄热装置的蓄热性能较好。     

泡沫金属——高分子聚合物的复合体机械阻尼性能研究

本文研究了泡沫金属和同分子聚合物形成的复合体机械阻尼性能，结果表明它是一种内耗值Ｑ＾－１极高的阻尼材料，其阻尼特征表现为与应变振幅密切相关而与频率无显著关系的非线性内耗。同时研究了泡沫金属孔隙结构对复合体内耗值的影响关系，并对实验结果进行了讨论。     

发展中的新型多孔泡沫金属

在研究工作的基础上,评述了具有较大孔径、高孔隙率的新型多孔泡沫金属的结构、物理功能特点、应用前景及其发展趋势。     

多孔泡沫金属中指数规律变热流平板表面的层流对流传热分析

采用Brinkman-Forchheimer-extended Darcy流动模型和局部非热平衡传热模型(双温度模型),对指数规律变热流密度条件下的多孔泡沫金属中平板表面的层流对流传热进行了分析,并得出了平板表面的热边界层的厚度和局部的对流传热系数的表达式。结果发现:平板表面的热边界层的厚度发展沿流动方向逐渐增大,但是增大的趋势由迅速趋向平缓;局部对流传热系数沿流动方向逐渐减小,而后趋于稳定。最后推导出了局部的对流传热Nusselt数的准则方程。     

自然对流对泡沫金属复合相变储能的影响实验研究

制作了四面绝热的泡沫金属/石蜡复合相变储热装置,在不同功率密度下分别对存在自然对流和不存在自然对流两种情况下装置的固-液相变储热过程进行了对比实验研究.整理绘制了在不同加热功率下的温度-时间曲线,并采用常热流边界条件下半无限大物体熔化过程的数学解对实验件受热面温度进行了模拟,结果表明在大功率密度情况下从底部加热会形成较为明显的自然对流,并且自然对流的存在增强了储热装置的内部传热,储热效率提高为原来的1.38倍,在5000W/m2功率下热源最大温度比原来低26℃.     

泡沫金属夹层板自冲铆接头的疲劳性能及失效机理

对铝合金自冲铆接头及泡沫金属夹层结构自冲铆接头进行疲劳实验,通过三参数经验公式采用S-N曲线拟合法绘制接头的F-N曲线,分析接头的疲劳寿命及泡沫金属夹层对自冲铆接头疲劳性能的影响;采用扫描电子显微镜对接头的疲劳失效断口进行观测,分析其微观失效机理。结果表明:泡沫金属夹层缩短了自冲铆接头的疲劳寿命,不同泡沫金属夹层对自冲铆接头疲劳性能的影响具有差异性,在高疲劳载荷下泡沫铜夹层接头疲劳性能更优。三组接头疲劳失效形式都为下板断裂,在高疲劳载荷下裂纹易在铆扣区域萌生,在中低疲劳载荷下裂纹萌生于下板一侧,沿铆扣区域下侧向板材另一侧扩展。     

软硬交错金属空心球泡沫动力学性能研究

通过控制点阵结构中不同阵点位置空心球的软硬程度建立了交错金属空心球泡沫模型。在此基础上,对比研究了不同冲击条件下,均匀和各种交错金属空心球泡沫的动力学响应特性。重点分析了软硬空心球排布方式对金属空心球泡沫动力学性能的影响。研究结果表明,通过对软硬空心球排布方式的控制,材料可以在一定范围内根据外载条件进行自主调节,以控制金属空心球泡沫内的应力分布,提高了金属空心球泡沫的能量吸收效率。软硬交错空心球模型的建立为实现金属空心球泡沫的自适应设计提供了新的思路。     

质子交换膜燃料电池用金属双极板表面改性的研究进展

双极板是质子交换膜燃料电池(PEMFC)的重要组成部分,起收集传导电流、分隔氧化剂和燃料以及支撑电池堆等作用,占整个电池质量和成本的很大比重。目前PEMFC双极板材料主要有石墨、金属及相关复合材料。与其他双极板相比,金属双极板因具有导电导热性好、机械强度高、易加工和成本低等优点而受到重视,但其面临腐蚀及表面层钝化影响电池性能等问题。为此,国内外研究者对金属双极板的表面改性开展了广泛的研究,并取得了很大进展。     

金属换热器防腐技术研究进展

全面介绍了目前国内外换热器的防腐技术和方法,并对各种技术进行综合评价与比较.环保、低成本、高效率地提高换热器的耐蚀性能是换热器防腐技术的前进方向.因此,面对现代化工业和市场对换热器耐蚀性能要求的不断提高,综合各种防腐技术是解决换热器腐蚀问题的首选方法,改善电镀和化学镀非晶态镀层工艺问题、进一步提高非晶态镀层质量和沉积钛镀层的研究应是努力的方向.     

Mg-Cu-Y基大块金属玻璃的研究进展

综述了近几年来Mg-Cu-Y基大块金属玻璃在玻璃形成能力和性能上的研究进展,阐述了各种合金化元素对提高玻璃形成能力和性能的作用机理,并提出了Mg-Cu-Y基多元非晶合金成分的选择依据.最后分析了Mg基大块金属玻璃目前存在的问题,并就以后Mg基非晶合金的发展动向进行了展望.     

催化剂和匀泡剂对聚氨酯软质泡沫泡孔结构的影响

以聚醚多元醇(PPO330)和甲苯二异氰酸酯(TDI)为原料,合成了一种泡孔结构较好的聚氨酯软质泡沫材料,研究了催化剂和匀泡剂质量分数对其孔结构的影响。结果表明,随着胺催化剂AN33质量分数的增大,泡沫孔径和开孔率都随之增大。而随着锡催化剂二丁基二月桂酸锡质量分数增大,泡沫的孔径和开孔率随之变小。匀泡剂L-580质量分数在1.0%~1.5%之间时,泡沫孔径最大,随L-580质量分数增加,泡沫开孔率先增加后减小,在其质量分数为1.0%时,开孔率最大。     

Fabrication of Near Net Shape Metallic Foam via Plaster Mould

Fabrication characteristics are unstable in direct foaming method. Therefore, most of near net-shape metallic foams are produced, and investigated by powder metallurgy. Direct foaming method, however, has many benefits （i.e. reduce the unit cost of goods and fabrication process etc.） to fabrication of metallic foams. In this article, the fabrication characteristic of near net-shape metallic foams by direct foaming method was evaluated. Al and Plaster was used for base material and mould material respectively. Ca and TiH2 were added to molten Al as thickening and blowing agent for stable condition of bubbles. Thickening time was about 10 min with a stirring speed of 600 r/min. Foaming time was 30-120 s for evaluation of the optimum foaming condition. Amount of agent was selected by pre-experimental data. Porosity of near net-shape goods was measured by Archimedes method. On the other hand, it seems that increasing poring time and thickening agent make the poor porosity     

大块金属玻璃的研究及应用

回顾了大块金属玻璃的研究和进展过程,介绍了典型及新型大块金属玻璃及其开发年代,简要分析了微观结构以及工艺条件对大块金属玻璃的形成能力的影响,介绍了大块金属玻璃优良的力学、磁学性能,特别介绍了大块金属玻璃的可焊性及广阔的应用前景.     

影响竖直埋管单位孔深换热量的因素分析

地下换热器是地源热泵的重要组成部分,竖直U型管是最常见的地下换热器形式。运用地热之星,计算和模拟了山东省某地区实际工程地源热泵空调系统。讨论和分析了循环液进出口温度,土壤热物性,换热器结构,地埋管管径对单位孔深换热量的影响,整理分析得出的上述因素对单位孔深换热量的影响,可以作为实际工程优化设计的依据。     

水灰比对轻质水泥基泡沫材料性能的影响

通过物理引气法制备轻质水泥基泡沫材料,研究了水灰比对材料孔隙率、强度、导热系数及孔结构的影响。结果表明,孔隙率随着水灰比的增大而增大,但孔结构在水灰比大于0.9时劣化明显。材料抗压强度和导热系数受孔隙率和孔结构的综合影响。当水灰比由0.75增大至0.9时,"强度/表观密度"降低9.6%,导热系数减小25.6%。但当水灰比由0.9增大至0.95时,"强度/表观密度"降低幅度达到了18.5%,导热系数非但没有减小而是略有增大。通过SEM和Young-Laplace方程分析了水灰比对孔结构的影响规律,阐明了水灰比对水泥基泡沫材料性能的影响机理。