考虑热辐射作用的燃速相关性

本文以复合固体推进剂凝相燃烧模型为基础,发展了一种考虑热射辐对燃面作用的理论模型,得到了预示药条、缩比和全尺寸发动机燃速相关的半经验方法。对外加热辐射的四种复合推进剂和三种复合推进剂的药条、φ152mm与φ300mm发动机的燃速相关性进行了预示,结果与实验值相一致。该燃速相关方法可用于工程设计。     

纳米流体导热系数研究

用热丝法测量了分别由氧化铝纳米粉体和碳纳米管加入到多种基体液体中制备成的系列纳米流体的导热系数,研究了纳米流体导热系数相对增加量（增加率）与固相体积含量、基体流体导热系数以及粉体种类的关系。结果表明,纳米流体导热系数增加率随固相体积含量的增加几乎呈线性增大,并随基体流体导热系数的增大而减小,在相同条件下,含碳纳米管纳米流体的导热系数增加率大于含氧化铝纳米粉体纳米流体的导热系数增加率;纳米流体导热系数增加率远比现有理论（如H＆C模型）预测值大,受各种因素的影响表现出特异性。     

定热流热响应实验确定岩土热物性方法

针对工程中常用的定热流热响应实验方法,分析研究了采用不同传热模型耦合不同数据处理方法对确定岩土热物性及钻孔热阻的影响,研究结果表明:采用线热源模型与柱热源模型确定的岩土热物性及钻孔热阻存在较大差异;岩土容积比热对导热系数的确定影响很小,但对钻孔热阻影响较大;三参数估计确定导热系数及钻孔热阻具有良好可信度,但是对于热扩散率的确定稳定性较差.通过分析总结,以最小平均误差作为线热源及柱热源传热模型的权值分析基础,提出三参数估计耦合线热源及柱热源模型的加权平均方法确定岩土热物性及钻孔热阻,该方法具有稳定性好,可信度高的特点.     

Determination of Pressure Profile During Closed-Vessel Test Through CFD Simulation

Two-phase flow modeling of solid propellants has great potential for simulating and predicting the ballistic parameters in closed vessel tests as well as in guns. This paper presents a numerical model describing the combustion of a solid propellant in a closed chamber and takes into account what happens in such two-phase, unsteady, reactive-flow systems. The governing equations are derived in the form of coupled, non-linear axisymmetric partial differential equations. The governing equations with customized parameters are implemented into Ansys Fluent 14.5. The presented solutions predict the pressure profile inside the closed chamber. The results show that the present code adequately predicts the pressure-time history. The numerical results are in agreement with the experimental results. Some discussions are given regarding the effect of the grain shape and the sensitivity of these predictions to the initial pressure of the solid propellant bed. The study demonstrates the capability of using the present model implemented into Fluent, to simulate the combustion of solid propellants in a closed vessel and, eventually, the interior ballistic process in guns.     

寒区土壤源热泵带相变温度场数值模拟

根据传热学、渗流理论提出了寒区带相变问题土壤源热泵的数学模型及其控制方程,利用有限单元法对大庆油田某土壤源热泵冬季供暖工况下的传热问题进行了数值模拟和分析。通过与不考虑土壤冻结情况的结果对比,表明在热泵运行初期,由于冰水相变潜热的影响,土壤冻结锋面相对移动慢,土壤降低温度幅度小。随着冻结时间的增加,土壤温度分布逐渐稳定。土壤冻结时产生的相变潜热会影响土壤的传热效果。     

利用IHCP原理对固体导热系数函数估计的研究

本文利用IHCP原理,对固体导热系数k的函数估计进行了研究．文中提出并使用了将温度分布直接转化为导热系数分布的Kirchhoff变换方法,进一步揭示了导热系数k与换热系数h测算敏感度系数的最优化匹配关系,还提出了物体比热Cp及热扩散系数a的参数估计最优化判别式．     

基于比等效热阻法的片状填料填充聚合物复合材料的导热性的预测

基于比等效热阻法建立了简化了的片状填料填充聚合物基复合材料的导热模型并推导出了相应的等效导热系数公式。以云母片填充聚乳酸为例,应用有限元软件ANSYS建立了云母体积分数在11％下的聚乳酸/云母复合材料的三维稳态热传导单元模型,并模拟了热流沿云母片厚度方向和径向传递的过程。结果表明,当热流沿云母片轴向方向上流动时,经ANSYS模拟求得的复合材料的等效导热系数和文中推导的公式的所给出的预测值更为接近;当热流沿云母片的径向流动时,随着云母体积分数的增加,复合材料的等效导热系数的预测值呈指数性增长,并且高于ANSYS的计算结果。有限元结果和本文的公式均表明,片状填料填充聚合物复合材料的等效导热系数可分解为是沿热流不同正方向上的贡献,更长的等效导热路径使片状颗粒在填充聚合物后能提供更为出色的导热性能。     

使用寿命预测累积损伤主曲线法的研究

目的研究固体火箭推进剂药柱贮存使用寿命预测的理论与方法．方法采用非接触测试技术和热加速老化累积损伤法,实测得出药柱空穴率随老化时间变化的等温线,根据时温等效原理求得使用寿命预测粘弹性主曲线．结果与结论预测得出ＨＭＸＣＭＤＢ固体火箭推进剂药柱的使用寿命．由于该方法中药柱贮存失效的临界点是实测的,所以大大地提高了火箭推进剂药柱使用寿命预测的精度．     

边界界面导热系数插值格式的改进

分析表明现有文献中采用的边界界面导热系数插值格式与内部界面并不一致,仅适用于常系数和弱非线性导热问题,而对于强非线性问题则会产生较大误差。本文根据调和平均法推导出了新的边界界面导热系数插值公式,确保了边界与内部界面导热系数插值格式的一致性。通过几个具有精确解的非线性导热问题对本文插值格式进行了考核并与文献中的格式进行了对比。结果表明,采用本文改进格式可以明显提高非线性导热问题数值计算的精度,尤其对于边界零扩导问题采用改进格式可以得出物理上更为合理的解。     

影响地埋管换热器侧换热量因素分析

利用线热源模型,结合约束最优化方法,使用河北工程大学自主研制的岩土热物性测试仪,测试并计算出石家庄市正定区岩土综合导热系数和地埋管侧换热量值。根据测试结果,分析实验中的测试时间、地埋管内进出口水温平均值、测试功率等因素对地埋管换热量的影响。测试结果表明：20 h后,测试计算出的岩土综合导热系数趋于稳定;岩土综合导热系数、地埋管内进出口水温平均值、测试功率对地埋管侧换热量值有影响,且影响依次减少。     

一维非线性热传导方程的孤波解

研究了线性情形中热传导方程的局限性,在此基础上考虑到热传导方程中导热系数、比热容、密度与温度的关系。导出了非线性热传导方程,并求出了几类非线性热传导方程的孤波解．     

水基碳纳米管纳米流体在矩形腔内的自然对流传热

为了评估碳纳米管在强化传热技术中的应用潜力, 采用实验方法研究水基碳纳米管纳米流体在矩形封闭腔内的自然对流传热性能, 由实验得到瑞利数为1.92×105～2.52×106范围内不同颗粒体积分数的纳米流体沿矩形封闭腔热流方向的平均努塞尔数分布.采用瞬态热线法和旋转黏度仪测量水基碳纳米管纳米流体的导热系数和黏度,探究纳米流体导热系数和黏度与纳米颗粒体积分数的变化关系,分析纳米流体导热系数和黏度对纳米流体自然对流传热的影响.结果表明:在封闭腔内纳米流体沿热流方向的平均努塞尔数随着瑞利数的增加而增大,封闭腔内对流传热不断增强;与水的自然对流传热相比,在低瑞利数(Ra＜8.5×105)时,纳米流体自然对流传热效果随着颗粒体积分数的增加而增强;在高瑞利数(Ra＞8.5×105)时,体积分数为0.48%的纳米流体的平均努塞尔数比水大,自然对流传热得到强化,而体积分数为1.45%的纳米流体的平均努塞尔数比水小,自然对流传热减弱.     

大型软包锂离子电池的热物性实验研究

针对大型软包锂离子电池热物性参数的测定问题,提出适用于该型电池的热参数表征方法. 基于准稳态导热原理,建立电池的传热理论模型. 开展实验研究电池的比定压热容和导热系数与温度的依变关系,分析热损对测试结果的影响,对测试方法的有效性进行验证. 结果表明,电池比定压热容随着温度的升高而线性增大,导热系数受温度的影响较小. 在900 s内可以测得电池热参数在10~60 °C下的变化状况,实验验证结果显示测算精度高于92.3%,具有测算周期短、准确度高和测试灵活等优势.     

CaCl2·6H2O/EG复合相变材料的制备与性能研究

为了改善六水氯化钙的蓄放热性能,以六水氯化钙为相变材料（PCM）、膨胀石墨（EG）为载体、六水氯化锶为成核剂,采用物理吸附法制备六水氯化钙/膨胀石墨复合相变材料,研究复合相变材料的热物理特性. 采用步冷曲线法,研究复合相变材料的过冷度、蓄/放热性能和热循环稳定性;采用扫描电镜、差示扫描量热法、热流计导热仪,对复合相变材料的显微形貌、相变潜热、相变温度、比热容和导热系数进行测定. 结果表明：在六水氯化钙中添加质量分数为10%的膨胀石墨和质量分数为2%的六水氯化锶,复合相变材料的相变潜热为151.6 J/g,导热系数提升至3.328 W/(m·K),过冷度保持在2 °C以内. 相变材料的导热系数及过冷度得到显著改善.     

用改进的激光脉冲法测定固体材料热物性的实验研究

用改进的激光脉冲法对低导热系数的固体材料的导温系数进行了测定。文中介绍了实验装置和试样的制备。在数据处理中,采用了作者先前提出的考虑散热损失和接触热阻的理论模型。用一种新的非线性最小二乘拟合算法确定出了试样的导温系数。实验结果表明这一算法是可行的,拟合结果唯一。在估算出适当的散热损失和接触热阻的条件下,改进的理论模型也显著地提高了实验精度。     

Constructal optimization of cylindrical heat sources with forced convection based on entransy dissipation rate minimization

Based on constructal theory and entransy theory,the optimal designs of constant-and variable-cross-sectional cylindrical heat sources are carried out by taking dimensionless equivalent resistance minimization as optimization objective.The effects of the cylindrical height,the cylindrical shape and the ratio of thermal conductivity of the fin to that of the heat source are analyzed.The results show that when the volume of the heat source is fixed,there exists an optimal ratio of the center-to-centre distance of the fin and the heat source to the cylinder radius which leads to the minimum dimensionless equivalent thermal resistance.With the increase in the height of the cylindrical heat source and the ratio of thermal conductivity,the minimum dimensionless equivalent thermal resistance decreases gradually.For the heat source model with inverted variable-cross-sectional cylinder,there exist an optimal ratio of the center-to-centre distance of the fin and the heat source to the cylinder radius and an optimal radius ratio of the smaller and bigger circles of the cylindrical fin which lead to a double minimum dimensionless equivalent thermal resistance.Therefore,the heat transfer performance of the cylindrical heat source is improved by adopting the cylindrical model with variable-cross-section.The optimal constructs of the cylindrical heat source based on the minimizations of dimensionless maximum thermal resistance and dimensionless equivalent thermal resistance are different.When the thermal security is ensured,the optimal construct of the cylindrical heat source based on minimum equivalent thermal resistance can provide a new alternative scheme for the practical design of heat source.The results obtained herein enrich the work of constructal theory and entransy theory in the optimal design field of the heat sources,and they can provide some guidelines for the designs of practical heat source systems.     

回填料对地埋管换热器性能的影响

采用了地埋管换热器三维非稳态耦合传热的物理数学模型,针对实际的地埋管结构和热响应测试工况进行了相应的数值模拟。将模拟计算结果与TRT热响应测试结果进行了比较,验证了所建模型的正确性。在此基础上。考察了地埋管换热器回填料导热系数及比热等物性参数对地埋管换热器性能的影响关系,为热响应测试以及工程设计提供有益的理论指导。     

底充胶导热系数预测及对倒装焊温度场的影响

根据导热的基本理论和Haiying Li的研究数据拟合出填加了碳纤维、Silica的环氧树脂封装材料的导热系数预测公式，依此公式可预测出相关复合材料的导热系数．利用有限元方法对电子封装倒装焊中不同导热系数的底充胶材料对温度场的影响进行了分析比较．表明高导热系数的底充胶可明显降低在芯片和基板之间的温度差，降低底充胶的热应力，进而提高电子封装的可靠性．     

Determination of effective thermal conductivity for polyurethane foam by use of fractal method

1 Introduction Polyurethane foam is a good thermal insulation material widely used in daily life and many industries, such as chemical engineering, refrigeration and architecture owing to its very low thermal conductivity and lightweight. In the past two decades, the technology and chemistry of the rigid urethane foam have been developed to an industrial level, but its thermal conductivity, which is recognized as the most important parameter to design the insulation structure, cannot be calcul…     

新型高分子键合剂的合成及其性能的研究

为解决推进剂的脱湿问题合成出了3-烯丙基-5,5-二甲基海因（ADMH）,并将其分别与两组单体进行反应物配比不同的共聚,得到6个共聚物键合剂．将其应用到NEPE推进剂（硝酸酯增塑聚醚高能推进剂）的某个配方中,进行了力学性能测试．试验结果表明,ADMH可有效提高推进剂在常温、高温和低温时的最大抗拉强度、最大延伸率和断裂延伸率;6个聚合物键合剂可大幅度提高最大抗拉强度,但对延伸率的提高还有待研究．