木材横纹有效导热系数的分形模型

提出了一个二维的分形模型来计算木材横纹有效导热系数.通过分析木材试样的扫描电镜照片，研究了木材横纹剖面的多孔结构特征，采用盒维数法计算了其分形维数.通过分析单一木材细胞的导热过程，采用热阻模拟方法分别推导了弦向和径向有效导热系数的表达式.实验得到各种木材的纤维多孔结构的分形维数约为1.4，由木材纤维孔隙率与分形维数的关系得到了有效导热系数随分形维数变化的表达式.利用分形模型对木材径向有效导热系数进行了计算，并与实验测量结果和文献中的数据进行了比较.结果表明，此分形模型可以对各种木材的横纹有效导热系数进行有效的预测，而且可以推广到不同含水率的情形.     

微多孔表面强化淬火过程中池沸腾传热的试验研究

增加表面亲水性是强化淬火过程沸腾传热、提高淬火速率的有效途径,对工程应用中实现高温物体的快速冷却具有重要意义。通过电化学阴极沉积的方法,在不锈钢柱体表面沉积金属镍颗粒,制备了一种具有较规整三维结构的微多孔超亲水表面。对其在常压饱和去离子水中进行淬火试验,研究其瞬态池沸腾传热特性,并与光滑亲水表面及微粗糙超亲水表面进行对比。结果表明,微多孔表面加快了淬火进程,冷却时间较亲水表面和无孔超亲水表面分别缩短约52%和22%。微多孔表面的临界热流密度较亲水表面提高了33%,但与超亲水表面相比却略有降低。多孔结构的存在产生了"肋片效应",使得表面局部冷却,突起的孔壁更易"刺穿"汽膜,从而使得微多孔表面的Leidenfrost温度较亲水表面与超亲水表面分别提高了约300和190℃。该表面所具有的较强芯吸性也改善了液体对于表面蒸干区域的再润湿能力,加速淬火过程中膜态沸腾向过渡沸腾的转变。     

热电联产和区域供热对减少CO2排放的贡献

CO2作为一种温室气体，是全球气候变暖的主要原因。采用热电联产和区域供热是抑制CO2排放的有效手段。文章通过世界上一些代表性国家的统计数据对此进行了说明，并对我国的情况进行了分析。     

翅片的导热传递函数研究

为了分析翅片导热系统的动态导热特性，分别对等截面、三角形截面直形翅片和等厚环形翅片3种典型翅片的导热传递函数进行了研究.在一定的假设条件下将翅片的导热简化成了一维导热过程.经过拉普拉斯变换，将描述翅片一维非稳态导热过程的时域微分方程转换为复频域微分方程，由此推导出了上述3种翅片的导热传递函数.对某一具体的三角形截面直形翅片导热系统的动态特性利用导热传递函数进行了分析，得到了振幅比和相位差随翅片高度和温度激励的变化关系.结果表明，利用导热传递函数可以全面而直观地描述翅片非稳态导热过程的动态特性.     

封闭腔内Al_2O_3-EG纳米流体自然对流传热特性的数值研究

对梯形封闭腔内Al2O3-EG纳米流体自然对流传热进行了数值模拟,讨论了封闭腔尺寸比、瑞利数、纳米颗粒体积分数以及布朗运动对自然对流流动与传热特性的影响。数值模拟结果表明在考虑布朗运动时,腔体尺寸比与瑞利数对流动传热均有很大影响,且尺寸比为0.5时,对流换热平均Nusselt数达到最大值。随着纳米颗粒体积分数的增加,纳米流体换热效果逐渐增强;但当忽略布朗运动时,添加纳米颗粒削弱了换热效果。     

圆环腔内纳米流体自然对流的数值研究

采用Fluent软件对圆环封闭腔内的Ag-水纳米流体自然对流传热进行数值模拟,着重分析在不同瑞利数下Ag纳米颗粒的添加量和圆环内外壁半径比对圆环传热性能的影响.研究结果表明,随着瑞利数的增加,圆环间的换热强度不断加剧,换热由热传导逐渐向对流转变.添加纳米颗粒降低了换热性能,且随着颗粒浓度的增加换热效果不断恶化;同时,圆环半径比对换热有很大的影响,对一定的瑞利数而言随着半径比的减小,换热性能逐渐增强,且增大的趋势越来越显著.     

水基氧化石墨烯悬浮液的等温结晶过程与过冷度实验研究

为研究水基氧化石墨烯悬浮液的浓度对其凝固过程和过冷度的影响,测试并得到了0~1000 mg/kg的不同浓度水基氧化石墨烯悬浮液的等温结晶曲线。结果表明,氧化石墨烯纳米颗粒的添加不仅能提高悬浮液的导热系数,亦可起到结晶成核剂的效果从而降低悬浮液的过冷度。随着浓度的增加,悬浮液的过冷度呈逐步减小的趋势,当浓度为750 mg/kg时悬浮液的过冷度较纯水可降低3℃以上,而当浓度增大到1000 mg/kg时悬浮液的过冷现象消失。此外,还采用T-history法对等温结晶曲线进行了分析并计算得到了有过冷工况下悬浮液的凝固潜热,发现少量氧化石墨烯的添加对水悬浮液的凝固潜热几乎没有影响。     

放热流体在多孔渗流水平圆柱外的自然对流

针对等温加热的多孔渗流水平圆柱体浸没在放热流体中的层流自然对流传热问题采用摄动法进行分析.圆柱体的多孔渗流特性用圆柱壁面的法向速度进行表示.通过摄动法对自然对流传热的边界层方程进行近似分析,并利用龙格-库塔方法求得方程的数值解,得到自然对流的速度与温度场以及沿圆柱体壁面的努塞尔数分布.结果表明,在有壁面外法向速度时,圆柱体的局部换热受到抑制;然而壁面吸入或流体放热效应都对局部努塞尔数有增强效果.圆柱体的平均努塞尔数随着流体放热的增加或壁面内法向速度的减小而降低.在流体放热恒定时,壁面流出效应对整体换热的影响并不明显.     

氧化石墨烯水悬浮液的非等温结晶过程

采用添加石墨烯纳米材料形成悬浮液的方法可以有效地提高相变储能材料的导热系数,石墨烯纳米材料的存在将对悬浮液的固液相变行为产生可观的影响. 利用差示扫描量热仪对低质量分数的氧化石墨烯水悬浮液进行非等温结晶实验观测,对比分析不同质量分数（最高为1%）的悬浮液在不同降温速率情况下过冷度的变化规律. 实验结果表明,由于氧化石墨烯的存在,悬浮液的过冷度较纯水有所降低. 随着质量分数的提高,悬浮液的过冷度呈逐步下降的趋势,当最高质量分数为1%时,悬浮液的过冷度较纯水下降了近5 ℃. 悬浮液的过冷度随着降温速率的增大会略微升高,但降温速率对过冷度随悬浮液质量分数的相对变化没有影响. 采用氧化石墨烯水悬浮液作为蓄冷工质能够有效地降低水的过冷度,但对整个非等温结晶过程未体现出加速的效果．     

表面沉积对氧化石墨烯水悬浮液淬火沸腾特性的影响

采用淬火法对质量分数为0.002%的氧化石墨烯水悬浮液的瞬态沸腾特性进行了表征。通过对三种代表性工况的对比分析研究了氧化石墨烯在沸腾表面的沉积对淬火沸腾过程的影响。由于氧化石墨烯在过渡沸腾阶段的沉积,水悬浮液的淬火过程较之去离子水缩短了约10 s,临界热通量则提升了约10%,对应的表面接触角从104°减小到78°。将已沉积表面再次在去离子水中淬火后,表面接触角回升到89°,临界热通量则有所回落。结果表明,氧化石墨烯的表面沉积虽然是强化临界热通量的决定性因素,但淬火过程的速率和过渡沸腾阶段的传热速率还受到氧化石墨烯的动态沉积过程和水悬浮液中悬浮氧化石墨烯的共同影响。