聚氨酯泡沫材料阴燃向明火转化影响因素实验研究

为了研究聚氨酯泡沫材料阴燃向明火转化的影响因素,通过改变其宽度、厚度和密度进行多次实验.结果表明,聚氨酯泡沫材料宽度的加大,碳氧化放出的热量增多,所以宽度达到某一值时更容易从阴燃向明火转化.聚氨酯泡沫由阴燃向明火转化不仅取决于长度、宽度而且还与厚度有密切关系,当厚度达到某一尺寸时,温度也会整体跃升,最后向明火转化.密度大的聚氨酯泡沫材料氧化产生的热量多,中心易蓄积热量,达到气相反应所需温度,最终使阴燃向明火转化,而密度小的则相反.     

蓄热阻燃型保温材料的制备

为了改善聚氨酯硬泡沫的调温能力和阻燃效果,通过在发泡体系中添加相变材料和协效阻燃剂,制得具有相变储能和阻燃功能的聚氨酯硬泡沫.结果表明,聚氨酯硬泡沫的蓄热能力随相变材料含量的增加而增大.在无漏液的条件下,当相变材料与聚氨酯硬泡沫的质量配比为1∶15时,改性聚氨酯硬泡沫的潜热值可以达到29.7 J/g.加入协效阻燃剂后,聚氨酯硬泡沫的氧指数由18提高到30.相变材料的加入可以弥补阻燃剂造成的内部结构缺陷,而阻燃剂的加入可以减缓相变材料造成的力学性能下降,因而改性聚氨酯硬泡沫具有较好的物理化学性能.     

纳米流体绕包裹泡沫金属圆管外流动换热的数值模拟

对纳米流体横掠包裹泡沫金属的圆管进行了二维数值模拟,研究了纳米流体与泡沫金属的双重强化换热作用。通过模拟出的流场及温度场分析泡沫金属包裹厚度、雷诺数Re和纳米流体浓度对换热和阻力系数的影响,对比纳米流体与水、泡沫金属管与光管换热的效果。模拟结果表明:包裹泡沫金属的单管换热效果比普通光管好,纳米流体使换热得到有效强化,随纳米流体体积分数增大,其换热系数比水的换热系数高出2%-15%。在研究范围内,Nu数随包裹泡沫金属厚度增加而增大1.4倍-2.2倍,由纳米流体所引起的压降变化不大,而包裹厚度的增加导致压降增幅较大。     

内置旋流器紊流传热的研究

对管内置螺旋旋流器不同螺距、不同内件长度情况的换热管进行了实验研究 ,介绍了实验装置 ,阐述了实验现象 ,分析了其强化传热的机理 ,实验结果与理论分析结果吻合。在相同流量的情况下 ,管内侧换热系数与内置旋流器的长度和螺距有一定的关系。减小内件螺距 ,其换热性能相当于增加了裸管的长度。由于流体在管内是以螺旋状前进的 ,其离心力有利于管内温度场不均匀分布冷介质的强化传热 ,并有使温度场均匀化的趋势 ,其作用的大小取决于管内温度场不均匀程度。内件在长度方向上存在有尾流影响区域 ,其影响区域的长短与流速大小有关 ,当流速达到一定值后 ,部分内件的效果与全程内件效果相同。为高效紧凑换热器的设计提供了一种方式     

非晶合金凝固过程模拟与界面换热关系

为了准确模拟块体非晶合金凝固过程的温度场,对浇注温度为840℃的非晶合金凝固期间的温度场进行了数据采集.根据界面换热模型与热量守恒定律建立了液固相与铜模之间的界面换热关系式,从而实现了对非晶凝固温度场的模拟.结果表明,合金与铜模之间的界面换热系数随温度的增加而增大.合金在液态阶段降温曲线的模拟值与实测值基本吻合,且当凝固温度降至500℃后,二者偏差也较小.利用界面换热模型并结合实测温度场可以表征非晶合金凝固时的界面换热关系.     

扩散条件下煤层阴燃的实验研究

为了分析扩散条件下煤层阴燃的过程,设计并制作了一个煤层阴燃实验装置.在该煤层阴燃实验装置中,利用热电偶和彩屏无纸数据记录仪表组成的温度检测装置以及KM9106综合烟气分析仪,测定煤层阴燃实验过程中各测点阴燃温度和气体浓度,从而得出煤层阴燃实验过程中的阴燃温度场和各测点气体浓度的变化情况,总结出一些规律,加深对阴燃机理的认识,进而为阴燃的控制和消除提供了一些依据.     

分层浇筑对大体积混凝土温度场的影响

以新造珠江特大桥主墩承台为研究对象,采用有限元数值计算方法,分析了在分层浇筑下承台混凝土水化热温度场的分布形式,研究了在不同的分层厚度和不同的间歇时间下,混凝土温度场的变化规律.研究表明,混凝土最高温度随分层厚度增加而升高,随间歇时间延长而降低.分层厚度每增加0.5m,最高温度升高约5℃;混凝土最高温度随间歇时间延长而降低的平均速率,在间歇时间小于7天时为1.7℃/天,大于7天时为0.44℃/天.     

沥青路面非线性瞬态温度场的分析

沥青路面温度场属于非线性瞬态温度场,其微分方程难于求得解析解.通过对进入路表的对流换热、太阳辐射及辐射换热等方面进行全面地分析.其中包括采用有限元按平面问题进行瞬态温度场的分析,在空间域上采用有限元离散,在时间上则采用差分法.通过与实测的结果比较分析可见,在正确的掌握边界条件、路面材料特性参数及本地区气候条件情况下,能够可靠地计算出不同位置、不同时间路面结构的温度分布.以便于进行温度应力的计算.     

热障涂层对活塞温度场影响的三维分析

为提高内燃机的工作效率和使用寿命,以表面涂覆热障涂层的发动机活塞为主要研究对象,综合分析热障涂层对活塞温度场的影响.建立了热障涂层活塞的三维模型,运用有限元软件对其进行了温度场分析计算,考察了不同涂层材料和涂层厚度对活塞温度场的影响情况.研究结果表明:0.4mm厚的ZrO2陶瓷涂层可使活塞的隔热效果提升约8.8%,并且隔热效果明显优于Al2O3、Si3N4和SiC;ZrO2涂层厚度每增加0.5mm,活塞金属基体顶面的最高温度下降约3.2℃,陶瓷涂层顶面的最高温度上升约8.3℃.     

电极参数对石墨化电炉热电场的影响

建立了连续式石墨化电炉电场、温度场的计算模型,利用数值计算方法对其石墨化过程进行了热电耦合计算,得到炉内电场、温度场的分布规律。结果表明,电炉的发热区域主要集中在两电极之间;电场强度、电流分布趋势相同,两者高值均分布在电极附近;高温区域主要分布在两电极间中下部,温度可达到2 400.0 ℃以上,但其高温区域分布大小、温度峰值与电极参数有直接关系;随着电极间距的缩小,高温区域扩大,温度峰值升高,且温度升高幅度随着电极间距的缩小而增加;随着电极直径的增加,高温区域扩大,温度峰值升高,温度升高幅度随着电极直径的增加而增加;随着电极深入物料长度的增加,高温区域扩大,温度峰值升高,但温度升高幅度随着电极深入物料长度的增加而降低。     

泡沫铜/石蜡复合相变材料融化过程的换热特性

为了研究强化相变蓄热器的换热情况,搭建了矩形腔体内填充泡沫金属/石蜡的实验台,在恒壁温条件下,进行了泡沫金属/石蜡复合相变材料的融化蓄热实验。根据实验数据绘制了不同加热温度下石蜡内部温度随时间变化曲线,分析了腔体内自然对流对温度分布的影响、传热温差对蓄热时间的影响。结果表明,泡沫金属的高导热性能强化了石蜡在腔体内的融化过程,距离加热面较近的石蜡融化后产生的自然对流加速了剩余固态石蜡的融化;而且传热温差越大,自然对流越明显,蓄热时间越短。     

铝泡沫和石墨泡沫强化石蜡相变传热的数值模拟

针对有机相变材料石蜡导热系数低的问题,通过添加多孔介质的方法以强化石蜡相变传热,并运用CFD软件对石蜡相变传热系统进行二维数值模拟.模拟结果表明:铝泡沫和石墨泡沫都能有效提高相变材料传热速率,铝泡沫的强化传热效果明显高于石墨泡沫的传热效果.随着孔隙率减小,多孔介质/石蜡复合材料的有效导热系数增大,传热速率加快,凝固需要的时间缩短.并且,孔隙率越小,经过相同凝固时间,装置内对应点温度越低.     

多孔泡沫金属换热器内流体的流动和传热分析

对管间填充多孔泡沫金属的方形管壳式换热器内流体沿管间轴向强制层流的流动和恒热流密度的传热进行了理论研究。结果表明,流体的径向速度分布呈现类似于光管内湍流时近壁处薄层内变化率大,其余大部分区域平坦的特征;流体和泡沫的径向温度分布较为平坦;流体的压力降随泡沫孔数（ppi）增大的增长明显大于时流换热的Nu数随ppi数增大的增长;泡沫的孔隙率越小,流体的压力降越大,对流换热的Nu数也越大。     

混凝土墙板的水化热温升计算浅探

把混凝土浇筑块水化热温升计算方法运用到混凝土墙板的水化热温升计算,并结合工程实际计算了板中心和板面温升随时间的变化曲线及在混凝土内达最大温升时沿墙板厚度的水化热温升分布线。     

增韧双马来酰亚胺泡沫体的研究

研究了制备端羧基丁腈橡胶,改性双马来酰亚胺泡沫体的成型工艺,详细介绍了135Ac发泡剂的用量对泡沫体性能的影响,确定了改性BMI树脂的发泡配方,选择了发泡体系的工艺参数,其泡沫密度小,耐高温、阻燃,是一种优良的隔热材料。     

火墙环境下有机相变材料封装盒体的导热增强

为提高火墙环境下有机相变材料宏观封装盒体的吸热效率,通过实验室恒温箱模拟火墙环境条件,研究了添加不同数量导热翅片和填充泡沫铜对有机相变材料宏观封装盒体吸放热过程的影响.结果表明:随着导热翅片数量增加,不同厚度封装盒体中相变材料的完全相变时间明显缩短,而导热翅片数量过多时会显著降低厚度较小封装盒体的有效放热时间;填充泡沫铜使宏观封装盒体中相变材料的温度分布更加均匀,同时可进一步降低厚度较大封装盒体中相变材料的完全相变时间;通过添加15个导热翅片和填充泡沫铜可使45 mm厚封装盒体中相变材料的完全相变时间缩短64.8%,此方法可有效解决火墙环境中大容量宏观封装有机相变材料盒体的吸热缓慢问题.     

耐高温强化泡沫体系提高超稠油油藏采收率研究

超稠油油藏经多轮次蒸汽吞吐工艺后, 易出现注汽压力过高、 热损失大、 蒸汽波及范围小、 汽窜等问题, 严重影响油藏的有效动用。针对超稠油油藏这一开采难题, 采用一维、 三维物理模拟手段研究了分别添加栲胶、碱木素的强化泡沫体系在油藏温度、 地层水矿化度、 注入方式等影响因素下的封堵性能。结果表明, 泡沫与两种凝胶体系均产生协同效应, 体现为凝胶强化了泡沫的稳定性, 而泡沫可携带凝胶更多的进入高渗层, 进而实现泡沫体系的高效调剖; 三维物理模拟实验表明,伴随蒸汽分别注入两种体系均可提高稠油油藏采收率,同时大幅降低含水率, 栲胶泡沫体系的伴注蒸汽驱开采方式可比单纯注入蒸汽提高采收率2 0%左右, 碱木素泡沫体系可提高1 1%。     

Role of Composite Phase Change Material on the Thermal Performance of a Latent Heat Storage System: Experimental Investigation

复合相变材料对潜热储能系统中热性能作用的实验研究

Jasim Abdulateef¹, Ahmed F. Hasan^2*,Mustafa S. Mahdi²

（1. 迪亚拉大学 机械工程系,巴古拜 32001,伊拉克;2.迪亚拉大学 化学工程系,巴古拜 32001,伊拉克）

摘要：

石蜡是可用于潜热储能系统单元（LHSU）的理想的相变材料（PCM）。这种潜热储能单元的使用因相变材料导热性差而受到限制。本文采用铝和相变材料制成的金属泡沫生产复合相变材料,以此作为相变材料-潜热储能单元中的导热材料,并使用水作为传热流体（HTF）。通过实验,评估了使用纯相变材料和复合相变材料的潜热储能单元的传热特性。研究包括熔化和凝固过程中相变材料的时变可视化。此外,热存储室内放置一个热电偶网络,记录每个过程的温度分布。结果表明,复合相变材料-潜热储能单元在熔化和凝固过程中均表现出较好的性能。由于金属泡沫的作用,复合相变材料-潜热储能单元的熔化时间比简单的相变材料-潜热储能单元快83%左右,凝固时间减少85%左右。

关键词：相变材料;金属泡沫;潜热;复合相变材料

     

软质聚氨酯泡沫热释放抑制策略综述

软质聚氨酯泡沫被广泛用作飞机、汽车座椅的坐垫,以及家具的垫材等,然而其较低的分解温度、较高的碳氢含量和开孔率,使其易燃性强、火灾威胁大,一旦燃烧,热释放速率极高,难以同时实现对其火焰蔓延和热释放的抑制。本文详细综述了软质聚氨酯泡沫的燃烧分解规律、气相阻燃、凝聚相阻燃和涂层阻燃策略,并深入分析了3种阻燃策略的作用机理及其抑制火焰蔓延和热释放的贡献,最后从聚氨酯结构改性和表面处理的角度对阻燃软质聚氨酯泡沫的可持续发展方向提出了展望。     

化解抗燃油泡沫特性超标的优化方案探究——以国电聊城发电有限公司~#1机组为例

泡沫特性是抗燃油的一项重要指标。抗燃油泡沫特性超标,会对调速系统正常、安全运行造成威协。油质泡沫特性不合格的主要原因是油质劣化变质或抗燃油中抗泡沫成份的缺失。解决这一问题的策略是换油或向油中添加吸附剂或消泡液剂。通过试验和分析,后者更具有经济效益。