FABRICATION AND CHARACTERATION OF NANOPOROUS SILICA FILM

Microporoussilicafilmswithspecialpropertiesareexpectedtobeusedinmanyfields,suchasopticalcoat ing[1 ] ,sensor,membrance[2 ] ,anddielectricfilm[3 ] .Itslowsoundspeedandacousticdelayorhigherratiosoundinsulatingmaybeusedasultrasounddetector[4] .Theexcellentfeaturesofinsulatingpropertyanditsnearper fectinterfaceonsiliconcouldplayakeyroleinsuccessofverylargescaleintegrated(VLSI)devices[5\〗,etc.Intheotheraspects,nanoporoussilicafilmsarebeingusedinseparationtechnology[6] ,molecularengineering,andbi…     

Fabrication and Interfacial Structure of Ni-YSZ-LSM Porous Scaffold for Solid Oxide Fuel Cells

A novel process route using tape casting and stacking for fabricating porous scaffold of solid oxide fuel cells (SOFC) was demonstrated. The linear shrinkages of anode (Ni-YSZ, YSZ stands for 3% Y_2O_3(mole fraction) stabilized ZrO_2) and cathode (LSM-YSZ, LSM stands for La_(0.8)Sr_(0.2)Mn0_3) were optimized to be uniform with that of electrolyte during sintering, by controlling the content of pore former. The micromorphology and interface microstructure of the cross-section of the porous scaffold were observed by optical microscope and scanning electron microscope, respectively. The element distribution and phase composition were analyzed by energy dispersive spectrometer and X-ray diffraction, respectively. The results showed that the porous scaffold with regular pore shape and high specific surface area was obtained after sintering at 1 350℃. The fabricated porous scaffold had defect free interfacial structures due to the uniform shrinkage of anode, cathode and electrolyte layers. In addition, it was shown that diffusions of Zr, Ni and La caused a progressive boundary between YSZ, Ni-YSZ and LSM-YSZ layers. The interface between anode and electrolyte (Ni-YSZ/YSZ) was mainly composed of Ni, YSZ and a small amount of NiO, and the interface between cathode and electrolyte (LSM-YSZ/YSZ) was mainly composed of YSZ, LSM and a small amount of La_2Zr_2O_7.     

沙土热物理特性的影响因素实验

沙土物性会直接影响土壤源热泵系统地埋管的换热特性,因此对沙土的热物理特性及影响因素展开实验研究,分析了含湿量、孔隙率等因素对沙土导热系数、比热容、导温系数等的影响规律.结果表明：同一孔隙率下,沙土随含湿量增加,其导热系数及比热容增大;导温系数在含湿量为5％时最大;同一含湿量下,沙土的导热系数和比热容随孔隙率提高呈线性减小,导温系数随孔隙率增大呈线性增大;在一定孔隙率下,导热系数、比热容随含湿量增大而呈线性增大;在含湿量大于5％时,导温系数随含湿量的变化呈线性降低.研究结果可以为土壤源热泵地埋管受周围土壤换热性能影响问题提供基础数据.     

陶瓷／金属梯度热障涂层动态设计软件的研制

结合热障涂层和功能梯度材料的概念,研究陶瓷／金属梯度热障涂层动态设计软件的结构与功能及其实现过程。通过具体的例子,对多层圆筒模型的温度场的解析解、差分解及有限元解的仿真结果进行了比较及分析。     

热障涂层应力场的微拉曼光谱技术测试研究

采用等离子体喷涂工艺制备了热障涂层实验样品,在不同高温下进行热循环氧化实验。再应用微拉曼光谱法测量了热障涂层样品内残余应力场大小,并分析了试样尺寸、热处理温度和陶瓷涂层厚度对残余应力的影响。经历20次热循环氧化实验后,测得陶瓷涂层内残余应力由初始压缩应力值(-30~-20 MPa)逐渐变化到(-15~15 MPa),与文献[3~7]结果比较一致。最后,用扫描电镜观察了试样截面形貌的变化。     

沥青路面温差发电系统设计分析与试验研究

针对沥青路面集热研究现状,设计了一种利用导热铝片取代水流管网作为载热体的沥青路面温差发电系统,通过构建沥青路面集热数学模型、导热铝片传热数学模型和半导体温差发电数学模型等动态仿真模型,对系统进行理论分析和试验研究,结果表明采用导热铝片作为载热体可以增强沥青混凝土内的热量转移,从而降低路面的温度梯度,减少路面的热应力,同时温差发电模块可将路面热量转化为电能输出,作为城市市政工程用电的补充.     

饱和多孔介质冻融过程的混合物连续介质理论

应用混合物的连续介质理论,建立了冻融过程中饱和多孔介质的渗流场、应力场和温度场耦合作用的数学模型。该模型以多孔骨架位移、水头和温度为基本变量,包括水总质量守恒方程,总应力平衡方程和总能量守恒方程。该模型可简化为未冻区域内的三场耦合模型,两场耦合的渗流-弹性模型,热-弹性模型和热-渗流模型,以及单场作用的渗流模型,弹性模型和热传导模型。     

导热系数对寒区隧道温度场时空分布的影响

寒区隧道温度场对其抗防冻设计至关重要，围岩和支护结构的导热系数对温度场时空分布具有显著影响. 以寒区公路运营隧道为计算模型，采用理论推导、现场实测、数值仿真等方法对寒区隧道温度场的时空分布受导热系数的影响规律进行了研究. 研究结果表明:在任意时间点，变温圈内各点的温度均随支护结构导热系数的增大而降低，且支护导热系数越大，同位置处的温度降低速率越小；在任意时间点，支护温度随围岩导热系数的增大而升高，围岩温度随其导热系数的变化呈现分区性；可将围岩变温圈分为Ⅰ区和Ⅱ区:Ⅰ区内的各点温度随围岩导热系数的增大而升高；Ⅱ区内的各点温度随围岩导热系数的增大而降低；时间越长，Ⅰ区和Ⅱ区分界线的斜率和截距越大. 研究成果可为寒区隧道的抗防冻设计及选线提供借鉴和参考.      

基于热传导理论的沥青混合料性能研究

以Fourier定律做为理论基础,采用依据一维稳态热传导原理设计的沥青混合料热传导试验装置,对不同试验温度下的沥青混合料导热系数进行测试,从而分析沥青混合料的热传导性能。并利用试验数据与实测温度数据,建立有限元模型,分析得出沥青混合料的导热系数对路面温度场与温度梯度的影响规律。进而为研究沥青路面材料的基本力学特性和长期路用性能提供理论支持。     

多孔状绝热材料导热系数随温度变化经验公式的确定

本文通过理论分析和实验研究,得出了多孔状绝热材料导热系数随温度变化的规律,给出了准确确定其导热系数随温度变化经验公式的方法.并提出可用复相关系数和剩余标准差控制实验及经验公式的精度.     

采用间接耦合法分析斜拉桥索塔瞬态温度应力场

针对混凝土斜拉桥索塔,将以传热学原理为基础的温度场分析与采用有限元法的应力场分析间接耦合,准确分析了结构内瞬态温度场和应力场的分布。以实桥为例,求解了索塔上温度应力分布,表明：用有限元法求解瞬态温度场能准确模拟索塔的温度场分布;间接耦合法能准确、有效地处理温度-应力耦合问题,能将温度荷载与其他荷载作用应力场有效组合,从而得到结构上准确的应力分布;对比了瞬态温度场分布与采用温差分布经验公式的不同,证明采用温差分布经验公式计算索塔面板上温度产生的拉应力时误差不大。     

不同空间结构的有轨电车超级电容热行为

为了减轻有轨电车超级电容模组因温度引起的性能衰减，基于超级电容器的单体结构，研究单体不同空间结构对超级电容模组热行为的影响. 首先，建立超级电容电化学-热耦合模型，并搭建实验平台验证模型的有效性；其次，定义“自然对流换热比表面积”，通过最高温度、最大温差、单体温度波动率和空间利用率4个指标对截面为3 × 6、2 × 9的长方体结构、截面为4 × 4的正方体结构和六面体结构的超级电容模组的温度特性和体积特征进行评估. 研究表明:气流路径的长度、对流换热比表面积以及强制对流换热的单体数量会影响散热的效果，具有短而宽流动路径的空间结构冷却效果更好；正方体结构是冷却效果和均温方面的最优选择；对于空间利用率和冷却效率而言，六面体结构是最佳选择.      

地铁车热管散热器的数值模拟与结构优化

利用专业的热分析软件ICEPAK对地铁厂已设计出的热管散热器进行数值模拟,得出不同工况下相应的温度场分布,以验证此散热器是否满足散热要求.在热源最高温度不超过90℃的情况下,改变热管数、翅片数和热管长度,对模拟结果进行分析后得出最优结构.使其散热器达到重量轻、体积小、耗材少及经济性佳的要求.     

中俄原油管道地基土冻融及热学性质试验研究

中俄原油管道是我国能源战略通道之一，管道穿越大兴安岭多年冻土区，工程地质条件十分复杂，尤其是在伊勒呼里山附近，冻胀和融沉严重影响了管道的正常运营. 为了研究伊勒呼里山附近多年冻土的冻融性质与热学性质，对该区段内的冻土进行冻胀、融沉及导热系数试验，并对试验数据进行回归分析与影响因素分析. 研究结果表明:细粒土塑性指数小于10时，冻胀率不一定随初始含水量的增加而增加，在研究区域内进行管道垫层施工或挖填材料选择时应选用砂砾或碎石，并做好防排水措施；融沉系数随含水量的增加而增大，随干密度的增加而减小，其中粉土对融沉作用十分敏感，不适合作为管道地基，而细砾才是最佳的冻土地基；导热系数分别随总含水量和干密度的增大而增大，其中粗粒土的导热系数大于细粒土，而冻土的导热系数则比融土的高；当含水量小于10%时，融土的导热系数则高于冻土. 不同试验方法所得的结果也具有显著的差异，粗粒土扰动样的导热系数宜采用热流计法测量，细粒土扰动样的导热系数宜采用热线法测量，而原状样的导热系数宜采用比较法测量.      

Influence of the Unit Y-Shaped Microchannel Geometry on the Capillary Flow

Fractal networks are widely applied in the field of heat and mass transfer. As one of the important parts of the fractal network, Y-shaped structure definitely has a significant impact on the performance of the whole network. In this paper, the analytical relationship between Y-shaped microchannel geometry and its capillary flow time is established through theoretical analysis with mass continuity equation and Navier-Stokes(N-S) equations.The result reveals that the capillary flow time increases with the increase of the topology length and bifurcation angle of the Y-shaped microchannel, but decreases with the increase of the channel width.     

Si—Mo蠕虫状合金耐热铸铁的研究

本文从玻璃模具的服役条件与失效形式出发,分析了其对材质的要求,研制了一种Si-Mo 蠕虫状合金耐热铸铁.在对其机械性能、抗氧化、抗生长性能,热疲劳性能、导热性能及热扩散性能进行测试的基础上,系统分析了合金元素及石墨形态对各项性能的影响.实验结果表明:Si-Mo 蠕虫状合金耐热铸铁具有良好的综合使用性能,是一种制做玻璃模具的理想材料.     

高速机车制动温升对轴盘配合的影响

利用ANSYS建立了高速机车轴盘制动装置热量传递模型,计算了接触面热阻、间隙导热系数和表面传热系数,研究了其温度场分布特性,分析了制动生热对轴盘制动装置过盈配合的影响。计算结果表明:合理的制动盘和盘毂间隙能增大热阻,减小温度对过盈配合的影响,在结构允许范围内,建议合理的设计单边间隙为0.5~1.5mm;制动结束时刻,选择合理的盘毂厚度可使过盈面平均接触压力减小5.9%~6.6%,以降低温度对过盈配合的影响,建议盘毂合理厚度为8mm。     

Gain and emission spectrum characteristics of 465nm laser diode pumped Tm<Superscript>3+</Superscript>-doped telluride glass fibers

Gain and emission spectrum characteristics of Tm³⁺-doped telluride glass fibers pumped with 465 nm lasers are analyzed. The rate and power propagation equation groups of the fibers are solved numerically and the effects of the fiber parameters including active ion concentration, length and pump power on the gain spectra and amplified spontaneous emission (ASE) spectra are analyzed. The results show that with a pump parameter of 465 nm/200mW, a doping concentration of 2.5×10²⁵ ion/m³ and a fiber length of 16m, the gain and ASE spectra can cover from 1.100 to 1.900 μm, and the gain and ASE power peaks can reach 52 dB and 8mW, respectively.     

铁路车辆磨耗型车轮的三维热接触耦合分析

建立了铁路车辆磨耗型踏面LM、LMA、XP55、S1002四种车轮与60 kg/m钢轨热接触耦合的三维有限元模型,利用大型有限元分析软件MSC.Marc分析了在不同载荷工况下,车轮与钢轨抱闸滑行时的应力场和温度场的分布规律和变化规律,分析了温度场对应力场的影响,并分别得出了在弹性模量、热导率、比热容、线膨胀系数等材料属性随温度变化的情况下,与相应参数恒定时的应力场与温度场分布,分析了各参数对计算结果的影响.结果表明,线膨胀系数与比热容对耦合分析结果的影响最大,弹性模量次之,热导率的影响最小.     

空调客车车体顶部弓形封闭空腔自然对流换热研究

本文应用自然对流换热理论和数值计算方法,对空调客车车体顶部弓形封闭空腔自 然对流换热规律进行了模型研究,用数值方法求出了空腔当量导热系数,同时用差 分干涉仪对同尺寸模型进行了实测,两者结果取得了较好的一致。