热物性

摘要： 基于热四端网络法的瞬态响应模型,建立了建筑围护结构表面脉冲信号和阶跃信号瞬态响应与围护结构内部材料蓄热系数之间的数学表征关系,提出了通过施加上述2种信号分析围护结构表面瞬态响应数据来获取材料蓄热系数的无损检测方法。针对随机信号引起的瞬态响应数据,基于杜哈梅尔定理,采用反卷积法和截断奇异值分解法,提出了重建脉冲信号响应和阶跃信号响应的数值方法,突破了实际现场检测时对围护结构输入信号的限制。采用上述方法对2种建筑材料进行了检测实验,结果表明,利用该方法可以准确快速地对建筑材料的蓄热系数进行定量检测。

摘要： 铝硅合金因其铸造性能好、比强度高和热膨胀系数低被广泛应用于汽车和飞机结构件、电子产品封装、精密仪器加工等领域。热历史会影响铝硅合金的显微组织结构,从而产生相应的性能偏向,导致其在各领域的多样化应用。后续热处理工艺同样会对其性能造成显著影响,大量研究表明,这种影响主要通过改变共晶硅和初生硅的形态、尺寸或改变合金元素的析出等方式得以实现,而这些组织形态变化在合金成分及制备方式改变时也有体现,目前研究多局限于单一热处理工艺或制备工艺对铝硅合金的影响,实际上不同热处理对不同微观结构铝硅合金性能的影响也是多种多样的。对有硬度要求的铝硅合金而言,热处理后的析出相对其有很大影响,且析出相的分布又与铝硅合金韧性相关;热处理后硅相的形态球化可以提高铝硅合金的强度及耐磨性,但硅相的尺寸变大又会导致其磨损性能降低。铝硅合金组织与性能的变化是相互对应的,探索总结出其热处理后组织变化,便可定性预测随之产生的性能变化。本文综述了各种制备方式下热处理对不同成分铝硅合金硬度、强韧性、摩擦学性能与热物性的影响趋势,将之与T1、T4、T5、T6及退火等热处理工艺下的组织演变相对应,以此分析其影响机理,同时对热处理后铝硅合金的上述性能进行分类汇总与对比,以方便根据不同性能需求选择不同热处理工艺。

摘要： 相变材料应用于轻质保温墙体中可明显增强墙体的蓄热能力,使其兼顾轻质、保温和蓄热的效果。为了提高新型装配式轻质保温墙体的蓄热性能,在其表面敷设石墨烯复合微胶囊相变材料制成了新型装配式轻质保温相变墙体,将其应用于太阳能建筑中能够使建筑的逐时负荷均匀化,并实现节能降耗。本文针对我国寒冷地区被动式太阳能建筑室内温度波动大的特点,将相变材料应用于建筑墙体中,通过数值模拟对影响PCM有效性的因素进行探究。分析表明,相变材料的合理使用能够有效抑制室内温度波动,并且在一年中不同时间、不同地区的有效工作时间不尽相同。研究结果可为被动式太阳能建筑结合相变墙体的应用提供参考。

摘要： 二氧化碳水合物在空调蓄冷、海水淡化、烟气捕集以及置换法开采天然气水合物等领域均有重要应用,热物性是气体水合物技术发展和应用的基础。以Ⅰ型二氧化碳水合物、Ⅱ型二氧化碳水合物、Ⅱ型二氧化碳和环戊烷二元水合物为对象,采用平衡分子动力学模拟手段,研究了20MPa、50-200K条件下二氧化碳水合物的热物性,包括密度、等温压缩系数、声学速度、比热、热导率、热扩散率和声子平均自由程,分析了影响水合物热导率的声子输运模式,发现环戊烷存在下,Ⅱ型二氧化碳水合物的声子输运模式与Ⅰ型二氧化碳水合物不同。模拟结果将为二氧化碳水合物在不同热力学添加剂下的应用提供基础数据和理论依据。

摘要： 寻找可靠高效的制冷剂已成为制冷行业中亟待解决的问题之一。通过使用基于量子化学的真实溶剂似导体屏蔽模型(COSMO-RS)来模拟计算混合制冷剂R1234ze的PVTx热物性,并将所得数据与美国国家标准研究所的Refprop 9.0数据相对比,结果表明:与以往的计算方法和实验方法相比,COSMO-RS所需参数少,耗时短,并且相对误差也较小;在253.15~323.15 K范围内比例因子为1、3、3.4时进行模拟计算,模拟结果与实验值相比较其最大相对误差为0.24%,大多温度下的饱和蒸汽压的相对误差的觉得值<0.1%,说明了采用COSMO-RS模型模拟单一制冷工质的饱和蒸汽压的结果是准确可靠的。

摘要： 锂离子电池(lithium-ion battery,LIB)作为目前应用最广泛的储能电池之一,在电动汽车等行业发挥着至关重要的作用。电池的温度是影响LIB性能及安全性的重要因素,因此电池热管理(battery thermal management,BTM)至关重要。目前,利用相变材料(phase change material,PCM)进行相变冷却的热管理方式因其潜热高、不需消耗额外能量的优点已成为一种很有前途的方法。本文针对8节并联18650LIB的电池组性能进行了数值模拟及实验研究,探究了石蜡基复合相变材料(composite phase change material,CPCM)物性参数(包括热导率、熔点、相变潜热和材料厚度)对本文设计的电池组热管理性能的影响。结果表明,纯石蜡用于BTM可将3C放电下的电池最高温度降低28.0%,向石蜡中添加膨胀石墨后可使CPCM的热管理性能进一步提升,CPCM的热导率为2.0W/(m·K)时可将3C放电下的电池最高温度进一步降低5.42°C,继续增大CPCM热导率对热管理性能的提升较小。在综合考虑电池组的最高温度和温度均匀性的情况下,为得到在本文所设计的锂离子电池组最佳热管理性能,CPCM的热导率为2.0W/(m·K)、熔点应在36~38°C之间、相变潜热在212J/g左右、CPCM的厚度为4mm时最优。

摘要： 本工作通过在47％Ca(NO3)2-53％KNO3(质量分数)二元熔盐中添加不同比例添加剂B或A,经过筛选得到了5种混合熔盐样品,分别对其进行了热物性参数的测试分析.测试结果表明,相比最为常用的太阳盐熔盐,混合熔盐的上下限温度得到拓展,混合熔盐样品中,凝固点最低可达135.2°C,分解温度最高可达639.1°C.当添加34％(质量分数)添加剂B时,混合熔盐样品的综合性能最优,其储热密度可达734 kJ/kg,导热系数高达0.74 W/(m·K).综合考虑不同热物性参数的测试结果,相比传统Solar Salt及Hitec熔盐,本文开发的混合熔盐配方综合性能有较大提升,在光热发电中作为传热蓄热介质具有良好的应用前景.

摘要： 预制混凝土(PC)构件蒸汽养护工艺以消耗大量化石能源为代价.本研究结合本文作者课题组研制的复合相变材料热特性以及预制混凝土构件蒸汽养护工艺特点,基于被动式太阳能相变蓄热PC构件升温养护建筑一体化设计理念,将复合相变材料应用于升温养护建筑主朝阳墙体内表面,结合Energy Plus能耗模拟软件及试验研究的方法,开展了关于不同热物性复合相变材料对新型升温养护建筑热工性能影响的研究.研究结果表明:较GH-33复合相变材料,主朝阳墙体内表面采用GH-37复合相变材料,墙体内表面温度夜间平均提高3.4°C;PC构件上部表面温度夜间平均提高1.4°C;实验期间复合相变材料的蓄放热速率较前者平均提高62％.研究可为PC构件养护工艺中可再生能源利用、低碳环保生产,提供一种新的途径和方法参考.

摘要： 相变材料利用其相变潜热能力可吸收储存和释放利用热量,同时在相变过程中其温度浮动小,能够实现温度控制从而用于热管理.但是其低热导率和易泄露问题严重制约了其性能.石墨烯气凝胶因其丰富的多孔结构而具有较大的比表面积,可吸附相变材料解决其泄露问题,同时石墨烯的高导热系数可提高相变材料的热导率.这里选取正十八烷为相变材料,制备了不同质量分数的石墨烯气凝胶复合相变材料.测得石墨烯气凝胶含量为13.99 wt％的样品,其导热系数比纯正十八烷高出306.2％,熔化潜热和凝固潜热分别下降了13.8％和10.8％.分子动力学模拟结果表明,石墨烯气凝胶的引入会在一定程度上增强正十八烷分子的有序性和一致性,即在同一温度下复合相变材料中的正十八烷分子比纯正十八烷分子拥有更集中分布的末端距和扭转角,径向分布函数和自扩散系数都相对较低,说明石墨烯材料的引入可以提升正十八烷的导热系数.

摘要： 动力电池的电性能、安全性和循环性能都与电池的工作温度密切相关.在一定的散热条件下,动力电池的温度主要取决于其本征产热和比热容热物性参数特性.上述热物性参数可通过等温量热法(IBC)和绝热量热法(ARC)进行精确的量化测试.主要从测试原理、模拟场景、测试样品尺寸、数据分析过程和测试结果5方面,针对上述2种测试方法的异同进行对比分析,以指导电池热管理系统设计中热物性参数的合理获取.

摘要： 钍基熔盐堆具有高能量密度、无水冷却、本征安全性、钍铀循环利用和防核扩散等优点,已被列为第四代先进裂变反应堆的候选堆型.目前美国、法国等国家也正在开展的不同类型的熔盐堆研发项目,在熔盐堆中氟盐以其优异的性能,如宽广的工作温度、热容量大、流动性好、可实现常压下的高温运行等,既充当着反应堆的冷却剂,又是核燃料的载体盐.氟盐的热物性、腐蚀性、中子学等性质不仅影响反应堆的效率,更与其安全运行息息相关.rn 完全通过实验手段来获得完整的热物性数据是可行的，但是过于耗时、耗力。rn因此，通过实验测试和理论预测相结合的方式，发展了一系列基于实验验证的热物性理论预测方法，以满足熔盐堆研究与应用的各项需求。具体包括：rn 自主研制了熔盐密度综合测试仪，可测试熔盐初晶温度、密度等参数，测试温度可至1400°C，初晶温度测试精度优于±1°C，熔盐密度测量的误差<1%;rn 研制了熔盐低粘度测试系统，测试温度可至1000°C，粘度测试下限达到1.6cp，精度优于±0.2cP;rn 采用激光闪光法，通过独特的样品池设计、以及开发特殊的样品制备方法和数据处理模型，解决了液态熔盐导热系数测试难题，导热系数测试精度优于15%：rn 借助高温DSC手段，通过大量实验确定了熔盐测试所需的测试环境、数据处理方法等，建立了熔盐比热(5%)、熔点(1.2°C)等热物性参数的测试规范。rn 建立了熔盐密度、粘度、比热、熔化焓、导热系数等测量的相关规范，并通过CNAS认可，为熔盐物性测试方法的标准化奠定了基础；rn 采用CALPHAD方法，通过单元系和二元系的热物理性质由一定的几何外推模型扩展到多元系进行相关热物性的预测，建立了熔点、比热、密度、粘度、导热系数等关键热物性参数的理论预测方法与热物性数据库。

摘要： 相变式被动太阳房中相变材料热物性的合理设计至关重要.本文对拉萨一直接收益式相变太阳房的自然室温进行模拟,考虑高原气候特殊性进行修正并验证,分析了不同相变温度Tm、相变温区△T、相变潜热Hn下的性能.结果表明:当相变温区AT≤5K,相变温区宽度的影响可忽略;最优相变温度Tm,c=20°C,Hm,c≥250kJ/kg;若无法匹配该最优值,可选取相变温度Tm稍低于Tm,c,Hm≥60％Hm,c的材料以保障热舒适.

摘要： 相变蓄热材料是太阳能利用领域中重要的一部分,本文对石蜡、水合盐、脂肪酸、熔盐等太阳能利用领域常见且具有一定发展潜力的相变蓄热材料的热物性进行了介绍,对其优缺点、应用情况进行了分析,对近年来关于这些相交蓄热材料的研究进行了介绍.

摘要： 本论文通过实际工程项目介绍地源热泵工程热物性测试实验设备、测试原理及方法,并对测试数据进行整理及模拟分析分别得出夏季工况和冬季工况热储每延米换热量,最终提出结论及建议.地源热泵热物性测性对于地源热泵设计意义重大,测试结果对设计工作具有指导性的作用.

摘要： 通过实验方法研制了一种适合冷藏运输设备用的无机相变蓄冷介质HCW-3.针对无机相变材料过冷度大、易相分离的缺点,通过向其中添加成核剂、表面活性剂等进行改性实验以减少或抑制过冷和相分离现象.用差示扫描量热仪测量了相变蓄冷介质HCW-3的热物性.同时还对车厢内有无蓄冷板两种情况进行了数值模拟,研究了不同条件下车厢内不同切面的温度分布情况.实验结果表明,改性后的HCW-3过冷度减小了1.59°C,静置10天后无明显相分离现象.并将HCW-3反复冻融50次,相变温度及相变潜热值变化很小,说明该相变蓄冷介质热稳定性好,满足冷藏运输设备的高效节能运输要求.

摘要： 流体在临界状态下其热物性和输运特性对压力和温度非常敏感,通常数值求解中的理想状态方程已不再适用,而是要借助真实流体状态方程.本文在构建的超临界射流模型下,对立方型状态方程的求解精度进行分析,从而寻求不同工况下模型对状态方程的选择.结果表明:在当前模型下,当压力略高于临界压力时,不论是跨临界还是超临界射流,选择PR方程的求精精度略高;然而,对于较高的超临界压力条件下,PR和SRK方程的求解精度基本一致.

摘要： 运用大涡模拟方法对超临界燃油射流进行模拟研究,结合真实气体状态方程PR对流体的热物性和输运特性进行预测.本文研究对象是正庚烷射入充满空气的超临界环境中,重点考察了跨临界与超临界,环境压力对射流混合特性的影响.计算结果表明,超临界射流由于入口温度较高,初始密度分层较小,射流形成了较短的"液核",且"液核"末端密度和质量分数下降较快,使射流更快的达到自相似区域.此外,超临界射流的界面厚度远大于跨临界射流,表明超临界更加有利于射流与周围气体的混合.随着环境压力的增大,"液核"变短,射流在轴线方向上下降较快,且形成了较短的界面厚度,因此增大环境压力有助于射流的扩散与混合.

摘要： 低温流体被广泛用于超导冷却、航空航天和低温医疗等领域.低温流体池沸腾也因其高效的换热特性和特殊的应用场合而得到关注.本文对低温流体池沸腾的实验研究进行了归纳总结,分析了压力、过冷度以及加热表面的材料热物性、几何形状、朝向、表面微观状况等因素对低温流体池沸腾换热的影响,重点关注低温流体的特殊物性给池沸腾换热带来的影响.最后,从宏观和微观两个层面指出了当前研究中存在的不足并展望了后续研究的努力方向.

摘要： 膨胀石墨基复合相变储能材料具有导热系数高,储能密度大,储能释能过程近似恒温,易封装等特点,克服了相变材料热导率相对较低与固液相变时液体的流动性等问题,是目前在热管理领域中最具应用前景的一类储能材料.本文简要探讨了热能存储的方式,相变材料的性能特点及分类,介绍了膨胀石墨基复合相变储能材料在动力电池热管理与光伏-热电发电系统中的应用,提出了目前对此类材料热物性研究中存在的不足,并展望了未来膨胀石墨基复合相变储能材料的发展方向.

摘要： 本文分析对比了R22、R410A,R32的热物性和环保性、安全性,在原有R22定频和R410A变频柜机的基础上保持性能参数和能效不变,内外机壳体和送风系统也不变的前提下,仅更换R32制冷剂,调整优化压缩机排量、两器大小、制冷剂充注量、储液器、节流元件、联机管管径等.制作样机对比测试,对采用R32制冷剂前后的试验数据进行分析,指出R32制冷剂柜机可以减少换热器管径和面积,甚至缩减连机管管径和去除储液器;制冷剂充注量可减少,但不及理论值;节流元件流量需减少;排气温度需提高,但都在压缩机运行允许范围之内.通过降低泄漏风险及泄漏后采取安全措施从而降低R32的可燃风险性的角度介绍了安全可靠性设计思路和做法,并提出下一步研究的方向.

摘要： 在热物性值测定装置(1)中具有与试料(10)的试料薄膜的表面相面对而设置的除了开口部之外遮光的遮光体(11)。从加热用激光器(22)输出的重复脉冲的加热光通过遮光体(11)照射到试料薄膜。从测温用激光器(23)输出的连续光的测温光照射到试料薄膜上的从加热光照射位置开始离开预定距离的测定位置。光检出器(26)检出测温光在试料薄膜上的反射光，计算机(28)获取由AD转换器(27)数字转换后的热反射信号。计算机(28)基于所获取的热反射信号，计算试料(10)的试料薄膜的沿面方向的热物性值。

摘要： 本发明公开了热物性计算方法、热物性测试系统、电子设备及存储介质，涉及热物性测试技术领域。热物性计算方法包括：获取所述参照物的温度变化信息和所述被测样品的温度变化信息；根据所述参照物的温度变化信息和所述被测样品的温度变化信息，计算所述被测样品的热物性参数。本发明通过获取参照物的温度变化信息和被测样品的温度变化信息，计算被测样品的热物性参数。相比于现有技术中利用电流测试热物性，利用温度计算热物性参数，由于温度是热物性最直接的表现形式，因此，能够减小热物性参数的测试误差，提高测试结果的准确性。

摘要： 一种超临界流体工质热物性参数获取方法，S1、将所需要的总数据集大小，分别作为训练数据集、验证数据集和测试数据集；S2、采用数据归一化方法，将所有输入层和输出层数据按照最大最小法进行归一化处理；S3、在学习阶段，利用训练数据集修正神经网络计算模型各层的权值和阈值；S4、利用验证数据集，监控验证数据集预测误差是否正常减小，当验证数据集预测误差达到预设误差值，且误差增加次数达到预设次数后，训练终止；S5、利用测试数据集，确认神经网络计算模型是否满足流体工质热物性工程仿真所要求的精确度和计算效率，在满足时跳转到步骤S6；S6、提取神经网络计算模型中各层的特性参数，代入神经网络输入输出方程，得到热物性的计算公式。

摘要： 本发明提出了测量各向异性材料高低温导热物性参数的装置及测试方法，属于固体材料热物性参数测试领域。解决了在不同环境温度下的导热系数测量问题，最终通过反演测试方法获得材料的热物性参数的问题，本发明包括加热/冷却系统、真空系统、测量系统和数据采集处理系统，所述加热/冷却系统与测量系统连接，为其提供稳定的高温/低温气流；真空系统与加热/冷却系统和测量系统连接，实现通气加热前装置内部真空；测量系统用于对试件进行试件导热物性参数的测量，测量系统与数据采集处理系统连接，将测量结果反馈给数据采集处理系统。本发明可应用于复合材料、建筑保温、飞行器热防护等技术领域的设备热分析、设计和优化。

摘要： 本发明公开了一种高温非平衡模型的双原子气体热物性计算方法及数据库生成方法。首先根据振动‑转动耦合能量在转动和振动间分配假设，电子、振动、转动模态上能级分布概率分别符合玻尔兹曼分布假设，建立高温非平衡气体模型；然后根据振动、转动能之和小于分子最小离解能准则，确定分子振动和转动能级范围；最后根据高温非平衡气体模型及分子振动能级和转动能级范围，导出包含单一温度变量的非平衡双原子气体比热计算式。基于非平衡双原子气体比热计算式，结合分段线性插值和分段二次插值方法，构建高温非平衡双原子气体热物性数据库。本发明能够支撑三、四温模型的工程应用探索，对计算空气动力学技术领域的研究具有重要指导意义。

摘要： 本发明是一种基于天然气热物性—热值模型的能量计量表，通过配比低压天然气中甲烷、乙烷、丙烷、二氧化碳等不同组分比例，在温度为‑30°C至70°C，绝对压力70kPa至200kPa的范围内，测量记录各条件下天然气的低位热值以及关键热物性；筛选气体密度、水露点、烃露点、热导率、比热容等热物性与热值的对应关系，通过数值分析等手段建立若干关键热物性‑热值对应模型，并形成专家数据库，测定结果更加精确，本发明主要用于不具备门站同等计量条件的小微企业、家庭等低压天然气用户端。

摘要： 本发明属于地球物理勘探、深水/深层油气勘探领域，具体涉及一种变热物性地震波传播模拟方法、系统、设备，旨在解决在高温地层的地下构造成像时，现有技术无法对弹性波在高温介质内的波场快照进行模拟，进而导致地震成像不准确的问题。本方法包括：获取在地震勘探过程中采集的震源参数、变热物性介质参数以及速度模型参数；通过热介质的热导率、比热随温度变化的线性公式计算斜率值；构建变热物性热弹性动力学方程；结合变热物性热弹性动力学方程，利用伪谱法模拟弹性波在热物性参数不随温度变化的介质中的波场快照；获取弹性波在变热物性介质中的真实波场快照。本发明完成了弹性波在不同地层温度介质内的波场快照模拟，进而提升地震成像质量。

摘要： 本发明公开了一种单组分碳氢燃料热物性计算修正方法，选择待分析的单组分碳氢燃料，输入工况参数；计算待分析单组分碳氢燃料分子体系的势能、各方向的热流量及应力的波动数据；以及计算输入工况参数下单组分碳氢燃料的热物理性质；热物理性质包括热力学性质、能量性质和输运性质；分别基于稳定性、核密度估计修正单组分碳氢燃料在输入工况下的热物性，得到热物性数据集合；将基于稳定性修正单组分碳氢燃料在输入工况下的各热物性数据集合分别与基于核密度估计修正单组分碳氢燃料在输入工况下的各热物性数据集合求交集，将交集中数据的平均值作为修正后的热物性值。

摘要： 本发明公开了一种复杂应力状态下岩土材料热物性参数的测试装置及方法，包括试样组件、压力腔室、轴压加载组件、围压加载组件和试样加热组件；试样加热组件包括坚硬试样加热组件和松软试样加热组件；坚硬试样加热组件包括加热板、冷却板、底部热流传感器和顶部热流传感器；松软试样加热组件包括双针热探头；双针热探头包括平行并列布设的加热探针和温度探针。方法包括步骤1、制备试样组件；步骤2、加载围压；步骤3、测试初始状态热物性参数；步骤4、加载轴压；步骤5、测试轴压下热物性参数；步骤6、调整围压。本发明能实现在不同应力场条件下的热导率和体积比热容测试，且具有操作简便、快捷、结果精度高等优点。

摘要： 本实用新型属于激光器技术领域，公开了一种带光纤延迟的热物性飞秒激光泵浦探测热物性测量装置，设置有光纤延迟线；光纤延迟线通过光线连接反射镜；反射镜通过光线连接双色镜/偏振分光棱镜；双色镜/偏振分光棱镜通过光线连接飞秒激光器；光纤延迟线输出的发散探测光经双色镜/合束棱镜后传输给偏振分光棱镜；偏振分光棱镜通过光线依次连接波片、聚焦透镜、待测样品。本实用新型光纤延迟线的体积比传统以为运动平台体积小10倍左右，仪器体积减小，可靠性提高；本实用新型使用光纤延迟线，避免了使用全反回射器，大大节约了仪器成本；本实用新型光纤延迟线无需调试，避免了传统光学延迟线复杂的调试和校准程序。