一种新的相变材料及其稳定性的实验研究

来源 :中国工程热物理学会2004年传热传质学学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lihai_feng
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结晶水合盐存在的两个严重的问题-过冷和析出,这大大限制了结晶水合盐的广泛使用.本文介绍了一种新的可能用于中常温蓄热的相变材料-八水氢氧化钡,并对其蓄热特性进行了实验研究.实验研究发现,这种材料不存在其它结晶水合盐或水合碱那样严重的过冷和析出现象.在经历几百次循环之后,其性能仍相当稳定.它的蓄热密度非常高,达570J/cc,因此如果能解决好它的封装问题,消除其毒性,将是一种很有前景的相变材料.
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由于温度分布不均匀而导致磁场中的磁性流体受到非平衡的磁场力作用,而发生流动的现象,称为热磁对流.这是一种由体积力驱动的类似自然对流的流动,可以通过设计合适的磁场来控制热磁对流的强度和方向.本文对水平圆管通道内热磁对流进行了实验研究,测量了通道内及壁面的温度分布,并通过两种不同的方法根据实验测得的温度分布估算了热磁对流的流量和速度的大小.
研究了采用狭窄矩形通道内水的强迫对流换热冷却方案时侧面双向泵浦板状激光介质在非均匀内热源和非均匀换热系数作用下,其热物性的温度依存性对介质温度场和热应力场的影响规律.结果表明,不考虑介质热物性随温度的变化,将导致计算的热应力结果偏小.与一维理想模型的结果不同,以三维模型为基础,并考虑入口段效应时,即使不考虑介质热物性随温度的变化,介质最大应力亦随雷诺数的增大而减小.在本文研究模型下,介质导热系数的
本文数值模拟了带均布纵肋同心套管内的三维导热和对流耦合换热.文中主要研究了肋高及肋数对摩擦阻力和平均Nu的影响,以及肋高对入口时的Nu的影响,结果表明:肋高的变化对摩擦力和平均Nu都有显著影响;肋数的变化对摩擦力和平均Nu也都有显著影响,平均Nu随着肋数的增加有最大值,这说明并不是肋数越多越有利于换热;入口段Nu随助高的增大而增大,充分发展的Nu,也随着肋高的增大而增大.
本文实验研究了由正十四烷和尿素甲醛树脂制成的相变微胶囊和水混合组成的潜热型功能流体流过等热流圆管时的对流换热特性.相变微胶囊的加入可以显著增强流体与壁面间的对流换热,显著降低壁面温度和流体温度;在融化段对流换热系数呈增加分布,流体和壁面温度各自基本稳定在相应的温度值.强化对流换热的效果主要在融化段,并随流体中相变微胶囊浓度的增大而增强,也随Reynolds数的增大而增强.
本文对不凝性气体存在下的汽液界面进行了热力学分析,得到了温度和不凝性气体质量分数的关系式;与不凝性气体存在下的垂直壁面膜状冷凝边界层微分方程组的Rose积分近似解相配合,可以近似解出汽液界面温度等参数;本文进而给出了热流密度的计算方法,并以水蒸汽和空气混合气体为例进行了计算.
以空调工程热环境控制和冷冻冷藏设备为应用背景,采用非稳态数学模型通过数值模拟研究了具有对称结构的封闭方腔内竖直板自然对流换热中的非线性现象.结果表明,在所考虑的Ra参数范围内,流动和换热随Ra的增加从稳态转变为非稳态,但不同初始场下周期性变化的临界Ra不同,并出现两个分支过程,而在临界Ra以上均呈现非周期性振荡特点.数值结果揭示了所研究问题中的非线性特点.
本文以常压去离子水为工质,对自然循环工况下上升加热段内单相水的局部对流传热特性进行了实验研究.实验结果表明,自然循环工况下上升加热段内工质的物性变化及由浮升力引起的自由流动对对流传热特性有重要影响.通过分析,提出了计算自然循环工况下上升加热段内单相水的局部对流换热系数的经验关系式,进而对入口段对整个加热段总体传热计算的影响进行了评估.
为了了解水平温度梯度作用时Czochralski(CZ)结构浅池内硅熔体热毛细对流的转变滞后特性,利用有限差分方法进行了非稳态三维数值模拟,坩埚外壁被加热,半径为50mm,晶体半径为15mm,液池深度为3mm,坩埚外壁与晶体生长界面温差变化范围为6-27K.模拟结果表明,当逐渐增加温差时,在ΔT=9K处,二维轴对称流动转变为三维稳态流动,在ΔT=20.6K处,三维稳态流动转变为三维振荡流动;当逐渐
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本文设计并搭建了可视化实验台,对内径为8mm的蛇形管内R141b工质流动沸腾核化特性进行了可视化观测,整理和分析了不同条件下的实验现象.实验表明,成长到一定阶段的气泡之间会发生追击、融合等现象;加大热流密度会造成气相成长速度加快、气液界面振荡加剧.