消防服用蓄热调温热防护材料的研究

为增加消防服用多层织物的蓄热调温功能,在保障其热防护性能前提下,引入微胶囊相变材料(MPCM)。选取3种相变温度(37、43和49℃)、2种放置位置和4种相变材料用量(分别为多层织物质量的30%、45%、60%和100%),通过缝制法制备蓄热调温热防护材料,并将其与多层织物结合制备消防服用多层织物系统。采用改进的热防护性能测试仪及皮肤模拟传感器,动态化研究不同因素对消防服用多层织物系统热防护性能的影响。结果表明：相变温度为43℃、蓄热调温热防护材料放置在隔热层与舒适层之间,多层织物系统的热防护性能最好;随着MPCM用量增加,多层织物系统的热防护性能提升,但考虑到成本及服装的热湿舒适性等因素,MPCM用量为多层织物质量的45%时最佳,此时多层织物系统的二级烧伤时间可达257.13 s,相比未添加蓄热调温热防护材料的多层织物系统热防护性能提高了148.22%。研究为开发兼具热防护性能与蓄热调温功能的高性能热防护材料提供了理论依据。     

流动参数对双级螺旋套管换热器传热性能的数值分析

高效热泵系统性能研究一直是热泵空调领域普遍关注的热点问题,针对设计开发的双级套管串联式热泵系统。采用3D有限容积法和可实现的k-ε模型,数值分析入口流体温度、流动速度对换热系数以及内外管努塞尔数的影响规律。结果表明,降低入口水温或者增加入口制冷剂温度能够提高整体传热性能,Nui随着水和制冷剂流率的增加有所增加,而Nuo随着水流率的增加而增加,但随着制冷剂流率则增加而减小,Nui 和Nuo都随着水温的减小或制冷剂温度的增大而增大。     

Single-phase and two-phase flows through helical rectangular channels in single screw expander prototype简

The CFD simulations are carried out for the flows in a horizontally oriented helical pipe with various inlet sectional liquid holdups and coil pitches （ H ） . The development of the pressure fields for the single phase air flow and the air-water two-phase flow through the helical rectangular channels is studied. The points with a higher pressure often become the position of expansion leakage. The liquid phase distribution at these points can prevent the leakage of air. It is shown that the increase of the inlet sectional liquid holdup may increase the local liquid holdup at the outmost side of the helical channel. Based on the published pressure drop correla-tion, a new modified relation for predicting the pressure drop in the helical rectangle channel is proposed.     

单螺杆膨胀机螺旋槽道内液膜分布均匀特性

螺旋槽道内均匀分布的液膜厚度对减小气体泄漏,保证膨胀机高效稳定运行至关重要。本文采用VOF两相流数值模型,主要探讨螺旋槽道结构参数对y方向液膜膜厚均匀度分布的影响规律。根据前期试验获得的螺旋槽内两相环状流的试验数据验证了数值模型的准确性,给出了入射角度η=0.90β时,液膜沿螺旋槽道内的演变过程。可以看出,当η=0.90β时,扭转效应对螺旋槽液相分布的影响基本可以忽略不计,螺旋槽外侧液膜厚度沿y方向基本呈均匀分布。理论分析不同无量纲节距和曲率比对y方向液膜厚度均匀度的影响规律,结果表明：随着螺旋槽道无量纲节距的增大,液膜厚度均匀度有所增加,随着曲率比的增大,液膜厚度均匀度降低。     

复杂结构微通道热沉液体强化传热过程的热力学分析

微通道液体流动与传热是一个典型的不可逆过程,有必要减小传递过程中的不可逆损失大小,提高其有效利用程度,属于"质"的范畴。首先,根据热力学第一及第二定律,推导出了熵产率及热能传输系数,指出降低微通道热沉内液体温度梯度净值可以提高热能的有效利用程度;然后,基于前期的研究基础,设计出新型复杂结构微通道热沉,并模拟其三维流动与传热过程,对比分析微通道热沉结构的变化对熵产率及热能传输系数的影响,结果表明降低流体温度梯度的净值可以减少热能不可逆损失的大小,使热沉底面温度更均匀,有利于延长微电子器件的寿命;最后,由强化传热因子、熵产率及热能传输系数的定义指出用强化传热因子来评价微通道的综合传热性能更合理,而应该用熵产率及热能传输系数来评价能量的不可逆大小及利用程度。总之,热力学第一定律为微通道的综合传热性能提供了评价标准,而热力学第二定律指出了影响微通道内部强化传热的本质因素,二者相互联系,为微通道的优化设计提供热力学理论。     

工艺参数对多层织物热防护性能的影响

采用成膜法,突破传统工艺手段,将SiO₂气凝胶、相变材料与纺织材料有效结合,制备轻质高性能隔热薄膜,通过改变制备工艺中刮刀厚度、刮刀速度、无水乙醇与蒸馏水配比等直接影响薄膜厚度的工艺参数,得到不同厚度及性能参数的隔热薄膜,揭示相应薄膜所在多层织物二级烧伤时间的变化规律,获得工艺参数对消防服用材料热防护性能的影响。结果表明：随着刮膜厚度和刮刀速度的增加,二级烧伤时间先增加后降低;理论厚度为500 μm     

矩形截面螺旋通道内弹状流的流动特性

对水平放置矩形截面螺旋通道内弹状流的流动特性进行了实验研究.通过实验获得了不同周角下的气弹演变过程和局部流动特征,结果表明,其流动特性会随着螺旋周角位置的变化而变化.根据实验数据分析发现,同一工况下,不同转角气弹的运动速度、频率和长度分布不尽相同.重力和离心力的相对大小决定着内外壁面液膜的厚度,给出了同一条件下,不同时刻的液膜厚度的演变过程.最后对下降液膜的运动速度展开了分析研究,在螺旋上升过程中,液膜下降速度逐渐减小,在螺旋下降段,液膜速度明显增大.     

复杂结构微通道热沉液体强化传热过程的热力学分析

微通道液体流动与传热是一个典型的不可逆过程,有必要减小传递过程中的不可逆损失大小,提高其有效利用程度,属于“质”的范畴。首先,根据热力学第一及第二定律,推导出了熵产率及热能传输系数,指出降低微通道热沉内液体温度梯度净值可以提高热能的有效利用程度;然后,基于前期的研究基础,设计出新型复杂结构微通道热沉,并模拟其三维流动与传热过程,对比分析微通道热沉结构的变化对熵产率及热能传输系数的影响,结果表明降低流体温度梯度的净值可以减少热能不可逆损失的大小,使热沉底面温度更均匀,有利于延长微电子器件的寿命;最后,由强化传热因子、熵产率及热能传输系数的定义指出用强化传热因子来评价微通道的综合传热性能更合理,而应该用熵产率及热能传输系数来评价能量的不可逆大小及利用程度。总之,热力学第一定律为微通道的综合传热性能提供了评价标准,而热力学第二定律指出了影响微通道内部强化传热的本质因素,二者相互联系,为微通道的优化设计提供热力学理论。     

新型热防护服用阻燃层面料的设计与性能

为开发新型热防护服,采用相同规格的Nomex~?ⅢA纱线,以平纹、2/2方平、2/2斜纹、3/1斜纹4种组织为基础,改变织物组织结构,设计织造了6种接结双层阻燃面料,研究织物组织对其弯曲性能、力学性能、透气、透湿性能及热防护性能的影响。结果表明：在织物经纬密相同时,织物结构越紧密,其弯曲性能、力学性能和热防护性能增加,透气、透湿性能下降;在6种织物中,表组织为平纹、里组织为2/2方平组织的1#织物的弯曲性能、力学性能和热防护性能最好,透气、透湿性能相对较差,比市售通用的阻燃层所在织物系统的热防护性能提高了67.53%。