表面芯吸性对淬火过程中沸腾传热特性的影响

研究表面芯吸性对淬火过程中的冷却速率和沸腾传热特性的影响.采用质量分数约为50%的氢氟酸溶液对不锈钢球表面进行化学腐蚀,在恒温50℃时通过改变腐蚀时间得到具有不同芯吸性的试样并对表面芯吸量和初始芯吸通量进行定量表征.在常压下的饱和水中对所制备的芯吸表面进行可视化淬火实验.结果表明,原始不锈钢表面不具有芯吸性,随着腐蚀时间的增加表面芯吸能力也逐渐增强.经过腐蚀3 min之后,表面芯吸通量达到20 μL/（mm²·s）.该芯吸表面使淬火冷却时间相较于原始表面缩短约80%,临界热流密度提高了约84%.构建表面芯吸性可以有效地增大固液接触面积并加剧表面汽膜波动,抑制了稳定膜态沸腾的出现,强化了过渡态沸腾传热.     

糖醇及二元共晶混合物储释热特性的非等温测试

对可用于中低温相变储热的糖醇及二元共晶混合物的储释热特性进行非等温测试.选取熔点为90~200℃时的4种常见且价格低廉的糖醇（木糖醇、d-山梨糖醇、内消旋-赤藓糖醇和d-半乳糖醇）为候选对象,制备相应的6种两两组合的二元共晶糖醇.采用差示扫描量热仪,对糖醇及二元共晶混合物的相变温度和相变焓进行测试.结果表明,木糖醇、d-山梨糖醇以及含两者其中之一的5种二元共晶糖醇在熔化之后重新冷却的过程中不能结晶,形成过冷液态;唯一1种能够重新结晶的二元共晶糖醇（95mol%内消旋-赤藓糖醇/5mol% d-半乳糖醇）的结晶现象并非出现在冷却过程中,而是在再次升温过程中发生冷结晶.虽然内消旋-赤藓糖醇和d-半乳糖醇的重结晶性能较好,但存在较严重的过冷现象;当冷却速率为5℃/min时,两者的过冷度分别高达101.9和70.4℃.上述糖醇及二元共晶混合物虽然具有可观的储热密度,但在结晶过程中均存在各自的问题,须在实际应用中予以解决.     

再热器外接管座温度场与热应力的有限元分析

进行了再热器对空排气管三通管座的温度场和热应力的有限元分析,并选取机组起动后第50min、200min和480min3个点的数据加以讨论。结果发现,由于管道内形成的冷凝水周期性地回流或溢流至再热器外接管内侧,使角焊缝应力集中处形成了热疲劳,并造成管子产生裂纹。     

辐射制冷技术在夏热冬冷地区的应用潜力分析:以杭州为例

为探究辐射制冷在以杭州为代表的常年高湿度的我国夏热冬冷地区的应用潜力,本文基于选择性独立法估算并分析了相对湿度对辐射制冷潜能的影响。计算结果表明,温度的升高及相对湿度的增加会显著降低辐射制冷技术的潜力,其中相对湿度的影响更为明显。杭州在近二十年来的最差工况下平均黑体辐射降温功率可达47 W/m²,平均天空温降约为8℃,在典型年的春秋两季具有良好的制冷潜力,辐射制冷技术可作为过渡季节的降温补偿工具。因此,辐射制冷技术在杭州等夏热冬冷地区具有一定的应用前景。     

工程中温度随机变化的首次穿越模型

为分析工程中各种导热系统的随机温度变化过程，应用随机振动的首次穿越理论对其进行了研究.计算了随机过程的期望穿阈率，并根据其结果推导出了首次超温的泊松过程模型.对该泊松模型进行了修正，得到了更加符合工程实际情况的窄带过程模型.利用窄带随机过程模型对某一导热系统在一定温度阈值下的首次超温平均时间进行了计算和分析，得到了不同温度阈值、衰减率和固有频率对系统超温时间的影响.对修正前后的两种模型的计算结果进行了比较.结果表明,首次穿越模型能用于预测工程中导热系统材料首次超温的可靠性时间.     

球体吸收法测量建筑材料水蒸气扩散系数的研究

以典型多孔建筑材料加气混凝土为例,搭建了球体吸收法测量水蒸气扩散系数的实验台,通过不确定度分析及方法验证,探究了球体吸收法测量建筑材料水蒸气扩散系数的可行性与准确性。得到结论:球体吸收法适用于测量多孔建筑材料的水蒸气扩散系数,且具有测量时间短、测量结果较准确等优点;对于加气混凝土来说,使用半时法计算水蒸气扩散系数比使用矩量法更加准确;加气混凝土的水蒸气扩散系数在相对湿度45%～80%之间逐渐增大,而在更高湿度中,由于液态水的出现,使得水蒸气扩散系数逐渐减小。     

水基碳纳米管悬浮液的淬火沸腾特性

为了研究表面粗糙度及浓度对纳米悬浮液大容器沸腾特性的耦合影响,对粗糙度为Ra0.5和Ra12.5的镀镍铜球在体积分数为0.1%和0.5%的水基碳纳米管悬浮液中的淬火过程进行了实验研究,得到了不同条件下的淬火曲线并通过集总参数模型得到了淬火过程的沸腾曲线。结果表明,悬浮液浓度与表面粗糙度的增加都能加快淬火速率并提高临界热通量。表面粗糙度的增加缩短了核态沸腾阶段的时间,而悬浮液浓度的增加则主要体现了对膜态沸腾阶段的加速作用。在二者的共同影响下,采用表面较为粗糙的淬火物体在浓度较高的纳米悬浮液中进行淬火可以显著地缩短淬火冷却时间,对工程应用具有指导意义。     

木材导热系数非线性拟合的神经网络模型

为了得到木材导热系数随各种物性参数变化的非线性规律，提出了一种基于人工神经网络的预测计算模型.该模型以木材的温度和孔隙率为输入量，以其导热系数为输出量.设隐层的神经元数分别为3～8，构建了6个不同隐层结构的神经网络，并利用桦木的导热系数分别对这6个神经网络进行了训练.通过对误差的比较分析，得到了具有最优性能的网络型式,其隐层具有6个神经元，训练结果的平均相对误差为0.21%，平均绝对误差为4.33×10-4 W/(m·K).利用该最优网络对不同温度和孔隙率下桦木的导热系数进行了预测，其结果与已知的实验测量数据吻合得很好,表明神经网络理论可以有效地用于木材导热系数的非线性拟合计算而且具有较高的精度.     

温度和热流方向对木材传热特性的影响

以4种常用木材为实验对象,研究了不同温度和热流方向对木材的导热系数、比热和热扩散率的影响,并分析了热物理性质变化的原因.实验结果表明：温度和热流方向对木材的传热特性影响显著.在25～200 ℃内,木材导热系数和比热呈现非线性变化,开始是随着温度的升高而逐渐增加,在接近80 ℃时达到一个峰值,然后又逐渐降低.而木材热扩散率的变化与温度的关系不明显.同一温度下,木材的顺纹（热流平行于纹理方向）导热系数要大于其横纹（热流垂直于纹理方向）导热系数,前者是后者的2.4～3.0倍.     

赤藓糖醇微观固液相变及热传导的分子动力学研究

采用分子动力学方法对微尺度下赤藓糖醇的固液相变及热传导现象进行了模拟研究。首先选用GROMOS力场计算了赤藓糖醇固液两相的密度并将预测结果与实测值进行对比,验证了该力场的适用性。采用界面/NPT法模拟了赤藓糖醇的微观熔化过程,通过体系的体积突变得到预测熔点约为400 K,和实测值（392±1） K较为吻合。与直接加热纯固态赤藓糖醇的方法相比,该方法由于引入固液界面降低了成核自由能位垒,使得微观熔化过程的模拟更准确。此外,基于非平衡分子动力学方法研究了赤藓糖醇分子间的微观热传导现象。模拟得到液态赤藓糖醇的热导率为0.33～0.35 Wm^-1K^-1,与宏观实测值（0.33±0.02） Wm^-1K^-1保持一致。因为处于液态时赤藓糖醇的分子分布具有无序性,所以其热导率预测值几乎不随模拟系统的尺寸而变化。