间壁式换热器强化传热元件的研究及展望

文章主要简述了间壁式换热器强化传热的基本方法和技术,重点介绍了国内外典型和新型传热元件的特点、开发和应用,总结了国内近期开发研究新型强化传热元件的成果,最后探讨了强化传热元件技术的发展方向和研究方法,为今后开发新的性能更优越的强化传热元件提供参考。     

不等径脉动热管的传热性能研究

设计了一套不等径脉动热管,并对其进行了性能测试。脉动热管由内径为2.5 mm和外径为3.0 mm的铜管制成,其中蒸发段、绝热段和冷凝段长度分别为400,360,40 mm。分析比较倾角0°(水平),30°,45°和90°(垂直)对不等径脉动热管的传热性能的影响。丙酮作为不等径脉动热管的工作流体,充液率分别为30%,50%和70%。超纯水作为冷却水,流量分别为0.1,0.3,0.5 m~3/h。实验结果表明:在不同热负荷下充液率、倾角和冷却水流量对装置的传热性能影响很大。最大传热量出现在充液率为50%、倾斜角度为90°、冷却水流量为0.5 m~3/h的情况下,装置的最小热阻为0.10℃/W。     

大液滴撞击结冰传热过程及介质阻挡放电除冰实验研究

对大液滴撞击过冷壁面结冰的传热和相变过程进行了实验研究,采用高速成像技术与红外测温成像技术对液滴撞击不同温度过冷壁面时的动态过程进行拍摄记录。另外提出一种新的除冰方式,利用高频纳秒脉冲介质阻挡放电等离子体激励器进行了除冰的实验验证,并进行了热力学分析。实验结果表明：壁面温度的变化对液滴铺展过程影响较小,最大铺展系数几乎不变,但对液滴收缩与振荡过程以及最终结冰冰形有较大的影响;结冰从液滴底层开始,壁面温度越低,液滴与过冷壁面温差越大,底层液滴结冰更快,而上层液膜经过回缩、振荡之后,液膜厚度更薄,结冰相变所需时间也更短;利用高频纳秒脉冲介质阻挡放电除冰效果显著,其放电区域作用相当于是一个“热源”且根据其作用方式的不同,除冰过程可分为两个阶段。     

刮壁浆在槽式釜的传热研究

针对结刮壁搅拌槽壁面的传热提出渗透－对流模型。运用在搅拌浆上安装热电偶的测温方法，考察了刮壁搅拌槽中的温度分布情况，实验结果支持了渗透－对流模型。当Ｒｅ＞１００，Ｒｅ·Ｐｒ＞１０６时，刮壁残余层对壁面传热有明显影响，随着Ｒｅ的进一步提高，刮壁槽壁面的传热系数增加缓慢，关联得到Ｒｅ＜１００，８０００＜Ｐｒ＜１８０００时刮壁槽壁面传热系数的经验关联式。     

薄壁结构点阵片吸能元件吸能特性研究

本文提出了圆形或方管点阵片吸能元件,并基于薄壁管吸能机理及理论,建立了薄壁结构点阵片的轴向压缩载荷理论模型。为验证理论模型的正确性,本文利用Hypermesh及LS-dyna有限元软件对点阵片吸能元件进行仿真分析,结果表明仿真分析结果和理论计算结果吻合度较高,验证了理论模型的正确性。通过仿真分析研究发现在同种状况下,方管点阵片的吸能能力优于圆形点阵片,而其稳定性要稍差月圆形点阵片,为轨道交通吸能元件设计提供了新的思路和理论支持。     

重力热管性能测试的实验研究

建立一套热管性能测试装置,并测试热管内部蒸发段、绝热段、冷凝段的温度分布和随时间的变化情况,研究不同热流密度下的传热特性,探讨热管的几何因素、倾斜角度和工质充装量对传热性能的影响。     

聚四氟乙烯薄膜表面滴状冷凝传热实验研究

为了探索实现滴状冷凝传热的新表面涂层 ,采用离子束动态混合注入技术制备了紫铜基聚四氟乙烯(PTFE)薄膜 ,显著地提高了水蒸气冷凝传热性能。实验表明 ,该表面涂层能够实现常压水蒸气稳定的滴状冷凝形态 ,在表面过冷度 9.8— 1 4 .2K范围内 ,滴状冷凝传热通量和传热系数比膜状冷凝结果提高 30—47倍。同时发现 ,在大气压附近 ,热通量和冷凝传热系数都随着水蒸气蒸汽温度的增加而增加 ,但表面过冷度随蒸气温度增加呈弱增加趋势     

跨壁传热隔壁塔的建模与实验研究

建立了存在隔板两侧传热的隔壁塔数学模型和小试实验装置,对比了灵敏板温度、能耗的模拟值和实验值。分析表明,气相分配比是影响模型准确度的主要参数,气相分配比与隔板两侧传热量有关,在原模型的基础上,修正气相分配比并联合拟合方程进行计算,模拟值与实验值吻合良好,修正后的跨壁传热隔壁塔模型准确合理,可应用于隔壁塔的数值模拟研究。     

薄壁结构点阵片吸能元件吸能特性的研究

在薄壁结构轴向压缩载荷理论的基础上建立薄壁结构点阵片轴向压缩载荷理论预测模型,利用Hypermesh和LS-dyna有限元软件对薄壁结构点阵片吸能元件轴向压缩特性进行仿真分析,以表征其吸能特性。结果表明:当基体材料确定时,薄壁结构点阵片轴向压溃强度与凸起壁厚、凸起外形尺寸、单位面积凸起数量等相关;圆管与方管薄壁结构点阵片吸能元件轴向压缩过程均表现出弹性变形、叠缩塑性变形、压实3个阶段;相同点阵片面积下,相同尺寸规格的方管薄壁结构点阵片的轴向压溃强度大于圆管薄壁结构点阵片,但圆管薄壁结构点阵片吸能元件轴向压缩过程的应力-应变曲线波动稍小于圆管薄壁结构点阵片吸能元件,即方管薄壁结构点阵片的吸能能力大于圆管薄壁结构点阵片,而圆管薄壁结构点阵片吸能元件的吸能稳定性稍优于方管薄壁结构点阵片吸能元件。     

几种典型无机纤维针刺毡的耐温性研究

采用实验法研究不同无机纤维针刺毡(玄武岩纤维、玻璃纤维、高硅氧纤维)在高温下的外观变化、尺寸收缩率及质量损失率,综合分析了纤维毡的耐温性能.结果表明,在保温1.5 h条件下,玻璃纤维针刺毡耐温性在640℃左右,玄武岩纤维针刺毡的耐温性在850℃左右,高硅氧纤维针刺毡的耐温性超过920℃.玄武岩纤维针刺毡的耐温性能显著优...     

醇溶性无机富锌涂料改性的研究

醇溶性无机富锌涂料具有干燥迅速、施工简便等优点，但漆膜较厚时容易龟裂，后续涂层配套困难。采用带NC0基团的高分子有机化合物进行改性，可克服以上缺点。本文重点讨论了改性过程中的合成工艺、水解介质及溶液的贮存稳定性等。     

无机组分对冷灌缝材料粘结力影响研究

本文采用测量拉伸粘结力和剪切粘结力来考察无机组分水泥、砂子与沥青的比例及矿粉或者粉煤灰部分代替水泥对冷灌缝材料粘结力的影响,结果表明:无机组分对剪切粘结力影响明显,有机组分对拉伸粘结力影响明显;沥青与水泥的比例(油灰比)及沥青与砂子的比例(油砂比)的增大都能增大材料的拉伸粘结力和剪切粘结力,且对拉伸粘结力增大程度较剪切粘结力小;矿粉和粉煤灰掺加量为水泥用量的25％时,剪切粘结力和拉伸粘结力达到极值,若继续增大,材料本身易断裂.     

Rapid Room Temperature Synthesis of Hexagonal Mesoporous Silica Using Inorganic Silicate Sources and Cationic Surfactants under Highly Acidic Conditions

The room-temperature synthesis of mesoporous silica was investigated by using cationic surfactants and inorganic Si sources, like sodium silicate and colloidal silica. Mesoporous silica analogous to the hexagonal MCM-41 could be obtained over a wide range of pH below ca. 11 within short synthesis time (3 h), when the Q⁴-state Si was absent in the Si source solution prior to mixing with an aqueous solution of cationic surfactants. It was suggested that the strongly acidic conditions (pH < 1) were favorable to give mesoporous silica materials with higher surface area and larger mesopore volume.     

倾角及加热功率对乙烷脉动热管传热性能的影响

为了研究脉动热管在中低温区的传热性能,设计了一台乙烷脉动热管,采用低温Stirling制冷机为冷源。实验研究了在不同温区范围内,加热功率和倾角两个因素对乙烷脉动热管传热性能的影响。研究结果显示：在－40℃和－70℃温区,当倾角小于45°时,倾角对传热温差的影响较小,而倾角在45°～90°之间时,随着倾角的增大,传热温差呈明显上升趋势。在较低加热功率下,倾角对传热温差的影响较小,在较高加热功率时,倾角对传热温差的影响较大。实验还发现在同一倾角下,随着加热功率的增加,传热温差逐渐增大,传热热阻呈现出先减小后增大的趋势。     

无机盐对聚氨酯注浆材料固化温度及性能影响

研究了无机钠盐和镁盐对聚氨酯注浆材料固化过程温度的影响,并研究了添加无机盐对材料阻燃性能、表面电阻及抗压强度的影响。结果表明,环境温度为35℃,添加聚醚组分1.2%(质量百分比)无机盐,注浆材料固化最高温度有不同程度下降。其中,添加MgCl2时,注浆材料固化最高温度为102℃,与空白相比,下降了25℃。添加无机盐后,材料阻燃性能略有提高,表面电阻基本不变;抗压强度有所降低。热重分析表明,添加MgCl2时材料的热稳定性无明显改变,而添加其它无机盐,热稳定性有不同程度降低。     

水灰温度对寒区水泥物理力学性能影响的试验研究

为了解水泥出罐温度对水泥早期物理力学性能的影响,通过控制水泥使用温度及拌和用水温度,进行了12组水泥标准稠度用水量试验及16组水泥胶砂强度试验,结果表明,随着水泥出罐使用温度的升高,使用常温水(17℃)和冷水(5℃)的水泥标准稠度用水量都会增加,但使用冷水时标准稠度用水量相对较小;水泥早期力学性能也会随着出罐使用温度的升高而降低,但冷水拌和时具有更高的早期力学性能;在水泥试件长期养护条件下,拌和水温及水泥出罐使用温度对水泥的力学性能影响不明显。寒区工程中,当水泥出罐使用温度过高时,可使用温度较低的地下水进行拌和,以避免水泥拌和物过于干燥并有效提高水泥早期力学性能。     

温度对发泡剂性能影响实验

从静态和动态对发泡剂的性能随温度变化规律进行了实验研究。结果表明:不同发泡剂类型发泡剂性能随温度变化规律不尽相同;高温对发泡剂性能影响大,当温度大于100℃要考虑降解对发泡剂的影响,蒸汽泡沫调驱所用发泡剂应选择耐高温的发泡剂。     

利用高温显微镜研究E玻璃配合料的熔化情况

利用高温显微镜研究E玻璃单种原料及配合料的熔化温度,以及在整个熔化过程的反应情况,测定了玻璃的润湿角并初步研究了玻璃中的成分对润湿角的影响。结果表明：石英粉、叶蜡石、高岭土的熔点均高于1600℃;萤石、元明粉的熔点分别为1213℃、890℃：当配合料中硼钙石的含量超过8％时,在360℃左右会发生爆料现象。