救生舱热防护性能研究

研究了救生舱的结构特征和热量传递的基本方式,针对救生舱隔热性能进行了实验研究。根据军用方舱总传热系数的测试标准,采用实验方法测定救生舱的总体传热系数。在救生舱内进行了真人实验,并根据测定的总体传热系数计算救生舱内产热的热负荷。定量研究了救生舱工作过程中,外界传热和舱内产热的规律,提出了救生舱热防护性能的研究方法。对于研究和开发救生舱制冷系统,调节舱内温度环境具有指导意义。     

矿用救生舱热环境分析

通过对救生舱进行传热特性的实验研究,确定了救生舱等效传热系数和系统平均热容值。并对舱内各种热源进行了分析,确定了其热载荷的计算方法;最后根据救生舱标准规定的环境参数,通过舱内热平衡原理得出了该工况救生舱制冷系统所需最大制冷量。     

救生舱传热系数测定实验研究

研究了瓦斯爆炸后巷道环境温度的变化特征,热量传递的基本方式,以及矿用可移动式救生舱结构特征,针对矿用可移动式救生舱隔热性能进行了实验研究。建立了高温实验房,采用实验的方法测定救生舱的传热系数。进行了真人实验,计算出舱内产热量。根据救生舱空载和真人实验的实测数据,定量研究和改进了救生舱内部制冷系统性能。     

冰蓄冷空调在矿用救生舱中的应用

矿用救生舱在发生矿难事故时保障矿工的生命安全方面有着至关重要的作用,而救生舱中空调系统在避免高温热害、保障避难矿工的身体健康和生命安全方面意义重大。本文在分析当前常用的矿用救生舱空调系统的基础上,重点阐述了冰蓄冷空调系统的工作原理;通过一次、二次循环形式冰蓄冷空调的分析比较,表明一次循环形式具有一定的优越性;基于试验数据,对一次循环形式冰蓄冷空调的有效性进行了验证。     

硬酯酸/膨润土复合相变储热材料研究

采用“液相插层法”制备出了硬酯酸/膨润土复合相变储热材料,在34%的硬酯酸质量含量下,复合相变储热材料的XRD图谱与有机膨润土和硬酯酸的混合物明显不同,是硬酯酸嵌入到膨润土的纳米层间并形成了一种新型的复合相变材料。DSC分析表明,此材料在熔融和凝固过程中都出现了两个相邻的相变峰,其相变温度比硬酯酸略低,相变潜热与复合相变材料中硬酯酸百分含量的对应值相当。500次连续循环储热/放热实验表明,此材料的层间距和相变温度及相变潜热变化很小,证明其具有很好的结构和性能稳定性。     

蛋白土负载型复合相变材料的制备与表征

采用热熔复混法,以改性蛋白土为基体、石蜡为相变物质,制备出了具有合适相变温度、较大相变潜热的复合储能材料。采用SEM、红外光谱和差示扫描量热DSC对复合相变材料的结构和性能进行了表征,结果表明,制备的复合材料相变温度为24.91℃,相变潜热为64.31 J/g,颗粒均匀分布在蛋白土与熔融石蜡构成的基体之中;载体蛋白土和相变材料石蜡之间以分子间作用力的物理吸附结合,得到了稳定的复合相变材料。     

硅藻土负载复合相变储能材料的制备工艺研究

以硬脂酸丁酯和硬脂酸甲酯为相变体,制备了硅藻土负载复合相变储能材料。其优化制备工艺条件为:硅藻土煅烧温度350℃,煅烧时间3h,相变处理负载量50%,负载温度90℃,负载时间20 min。     

海泡石复合相变储能建筑材料的试验研究

利用多孔海泡石原矿和硬脂酸制备得到硬脂酸含量为35.5%的复合相变储能建筑材料通过TG/DTA、SEM的测试分析,表明硬脂酸与海泡石结合较好,复合相变储能材料的相变温度为52.2℃.在50 0℃～70.0℃之间有一个较大的吸热峰.在加热过程中,温度不超过148.5℃时,其失重率仅为2.4%.分析表明,该复合相变储能建筑材料在建筑节能、热能储备和绝热保温方面具有良好的应用前景.     

硅藻土定形相变材料的制备及影响因素研究

以正癸酸(CA)、十八醇(OD)为相变原料,选用硅藻土(DME)作为多孔支撑介质,采用真空吸附法制备CA-OD/DME定形复合相变材料。采用"煅烧+酸洗"法清除硅藻土孔隙中杂质,经600℃高温煅烧2 h,5 mol/L盐酸溶液在40℃下酸洗12 h,硅藻土颗粒表面杂质已基本去除,孔径扩大倍率达到79.44%。单因素和正交试验结果表明,PCM质量分数是影响泄漏率的最主要因素,其次是温度和真空度,影响作用最小的是吸附时间。确定复合相变材料最佳制备条件为:m_(CA-OD)∶m_(DME)为35∶65,吸附温度60℃,吸附真空度为0.04 MPa,吸附时间60 min。此条件下样品热处理泄漏率为1.87%,有利于提高硅藻土复合相变材料的储能性能,满足建筑使用要求。     

救生舱内气压变化规律试验研究

通过理论计算与真人试验相结合的方式,对救生舱内气压变化规律进行了研究。分析了救生舱在完全密闭条件下舱内气压的3个影响因素：氧气、二氧化碳以及温度,并从变化过程与前后状态两个方面,分别提出了气压-时间、气压-状态两种计算救生舱内气压的方法。通过10人9 h真人试验得出了救生舱内气压、氧气、二氧化碳以及温度随时间的变化曲线,最后将试验数据与理论计算值进行了对比,验证了两种气压公式的正确性。最终利用所得公式预测出救生舱内气压出现的最大值为8 718 Pa,为防水型救生舱的设计提供了边界条件。     

煅烧温度对ZnO/辉沸石复合材料结构与性能的影响

采用均匀沉淀法,以醋酸锌为前驱体,尿素为沉淀剂,天然辉沸石为载体,得到了不同煅烧温度下的ZnO/辉沸石纳米复合材料。通过X射线衍射(XRD)、比表面积分析(BET)、扫描电镜(SEM)等表征手段研究了煅烧温度对复合材料结晶性能、孔结构特性以及微观形貌的影响。研究表明,随着煅烧温度的升高,复合材料中ZnO的晶粒先减小后增大,350℃时ZnO/辉沸石复合材料中ZnO晶粒尺寸最小;经煅烧后,复合材料的比表面积和孔径变化不显著,但微观形貌发生了显著变化;复合材料的光催化性能也呈现出先升高后降低的趋势,350℃煅烧得到的ZnO/辉沸石复合材料光催化效果最好,经300W高压汞灯照射2h后亚甲基蓝的降解效率达到95%以上。     

煤矿救生舱空调技术发展应用现状及热力学分析

国内煤矿安全形式严峻,发展救生舱技术刻不容缓。救生舱为矿难受困人员提供避险场所。舱内空间封闭,人体代谢热湿负荷若不及时消除,将危及生命,必须配备空调系统保障生命安全。结合国内外救生舱技术最新应用现状,对比分析分体式空调、液化气相变、压缩空气和冰蓄冷等空调方式,对未来发展方向做出展望。     

不锈钢换热器在矿井救生舱中的应用

矿井救生舱是与外界完全隔绝的密闭空间,人员在内部生存会产生热、湿,导致舱内温度、湿度升高,危及人员生命安全,因此,制冷系统是矿井救生舱内生命保障系统的关键组成之一。设计了一套适合于开式二氧化碳制冷系统的翅片式不锈钢换热器,试验研究表明,电加热器加热功率1 500 W,模拟人员舱内温度和湿度分布维持在30.3 ℃和77.5%。考虑换热器的换热性能、安全性能及材料成本等因素,与同换热面积的紫铜换热器相比,不锈钢换热器综合性能最佳。     

一级热害区回采工作面移动风冷降温技术

针对孟村煤矿回采工作面的热害情况,研究利用矿井供、排水系统排热的回采工作面移动风冷降温技术。根据孟村煤矿回采工作面热害现状,计算了回采工作面的需冷量。分析了水冷、风冷2种局部制冷降温系统在回采工作面的适用性。针对矿井回采工作面涌水来自煤层顶板、水温不高,现有供、排水系统具备自然冷却涌水的特点,提出制冷机冷却水取自矿井供水管路、排至巷道水沟的回采工作面移动风冷降温技术。选用1台ZLF-450移动风冷机组在首个回采工作面进行试验。结果表明:制冷机冷却水回水温度略高于矿井涌水,与回采工作面涌水在水沟混合后的水温升高仅为0.4℃;风冷机组运行正常,能效比达到3.05,工作面平均温度降低2.8℃。采用矿井供、排水系统排热,没有为制冷系统铺设任何专用管路,显著降低了系统造价。     

蔗糖碳化物/海泡石复合材料制备工艺及响应面法优化

以蔗糖和海泡石为实验原材料,利用水热碳化法制备出新型蔗糖碳化物/海泡石复合材料,冷冻真空干燥法干燥样品。利用XRD、IR、SEM、BET对样品进行表征。以亚甲基蓝作为吸附质,通过单因素和响应面法优化制备的工艺。综合实验结果表明,蔗糖碳化物能够成功的被负载到海泡石表面制备出蔗糖碳化物/海泡石复合材料,其制备最优工艺条件为:蔗糖与海泡石质量比为3.5:1.0,碳化时间为8 h,碳化温度为220℃,对亚甲基蓝的最优吸附量为42.983 mg/g;各因素对复合材料吸附亚甲基蓝性能的影响顺序为:蔗糖与海泡石质量比>碳化时间>碳化温度,并且发现复合材料对亚甲基蓝的吸附效果优于现有的文献报导值。     

不同截面救生舱爆炸冲击载荷模拟分析

采用有限元软件AUTODYN,运用流固耦合原理,分别对矩形截面,圆形截面,拱形截面救生舱进行爆炸模拟分析,得出这3种不同截面救生舱在爆炸流场中表面冲击载荷分布。通过分析可以得出,在相同条件下,这3种救生舱中,拱形截面救生舱表面冲击载荷最小。     

矿用可移动式硬体救生舱的舱体结构优化

为了提高救生舱舱体的抗灾变能力及加强避险人员遭遇二次险情时的自救,对矿用可移动式硬体救生舱的舱体结构进行了优化,提高了救生舱装备技术水平。     

体积分数为65%SiCp/A356复合材料的微观结构和界面反应研究

采用粉末冶金法制备出不同保温时间(6、12 h)的65%(体积分数,下同)SiCp/A356复合材料。利用光学金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等对65%SiCp/A356复合材料的微观结构与界面反应进行研究。结果表明:在630℃热压温度下,保温12 h的材料致密度优于保温6 h的材料,孔洞少,有明显Si相析出;发生轻微的界面反应,反应产物以MgAl2O4为主,未发现有害相Al4C3。保温12 h材料弹性模量、热导率和热膨胀系数分别为210 GPa、216 W/(m·K)和7.3×10-6/℃(50~300℃)。