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泡沫金属加强介质阻挡放电等离子体分解CO_(2)研究
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作者 伍玉凤 何琳 +1 位作者 王陆洋 刘晓平 《环境科学学报》 北大核心 2026年第2期133-145,共13页
低温等离子体(LTP)因能够在室温常压下激活二氧化碳(CO_(2))并高效打破C=O键,在CO_(2)转化领域得到了广泛关注.然而,现有研究中的高CO_(2)转化率通常是在低气体流量下获得的,且相应的能量效率偏低.提高气体流量虽有助于提升能量效率,却... 低温等离子体(LTP)因能够在室温常压下激活二氧化碳(CO_(2))并高效打破C=O键,在CO_(2)转化领域得到了广泛关注.然而,现有研究中的高CO_(2)转化率通常是在低气体流量下获得的,且相应的能量效率偏低.提高气体流量虽有助于提升能量效率,却会降低转化率.转化率与能量效率间的权衡限制了低温等离子体技术在工业上的大规模应用.基于此,本研究搭建了介质阻挡放电(DBD)等离子体转化CO_(2)实验平台,在反应器的放电间隙内填充泡沫镍(Ni)、泡沫铁镍合金(Fe-Ni)和泡沫钼镍合金(Mo-Ni)以提高CO_(2)分解性能,在较高流量下研究了功率、进气流量、散热效应对CO_(2)转化的影响.结果表明,3种泡沫金属的填充使等离子体放电更加均匀,由丝状放电转变为表面放电,进而引起CO_(2)分解性能的提升.填充泡沫Ni、泡沫Fe-Ni合金和泡沫Mo-Ni合金的最大CO_(2)转化率分别为12.84%、13.96%和17.29%,最大能量效率分别为22.91%、28.84%和26.32%.且在水冷电极的散热作用下,CO_(2)转化率和能量效率会得到进一步提升.与以往的研究相比,本研究在CO_(2)进气流量及能量效率方面具有明显优势,为等离子体技术在CO_(2)分解中的工业应用提供了有用的优化路径. 展开更多
关键词 介质阻挡放电等离子体 CO_(2)分解 泡沫金属 传热 能量效率
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泡沫金属强化SOEC原料电加热器传热性能的数值模拟
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作者 王文琼 陶彦君 +1 位作者 徐成杰 王志远 《石油炼制与化工》 北大核心 2026年第2期190-199,共10页
固体氧化物电解池(SOEC)是生产“绿氢”的关键技术,但其原料电加热器存在对流换热效率低、体积大的问题,制约了该技术的商业化应用。为提高SOEC原料电加热器的紧凑性与加热效率,提出在加热器流道内填充开孔泡沫金属强化传热的方法,并采... 固体氧化物电解池(SOEC)是生产“绿氢”的关键技术,但其原料电加热器存在对流换热效率低、体积大的问题,制约了该技术的商业化应用。为提高SOEC原料电加热器的紧凑性与加热效率,提出在加热器流道内填充开孔泡沫金属强化传热的方法,并采用数值模拟方法分析了泡沫金属孔参数及泡沫-翅片组合方法对原料流动、传热系数与流道压降的影响。结果表明:随着原料进口流速的增大,流道压降呈二次方增长趋势,对流传热系数也不断增长;高孔隙率、高孔密度泡沫结构的比表面积更大、流道更复杂,可显著增强对流,传热效果更优,但其导热性逊于翅片;泡沫-翅片耦合结构能够综合利用翅片的高导热性与泡沫的强对流扰动,显著提升壁面导热与流体整体受热温度,有效增强电加热器的加热性能。 展开更多
关键词 强化传热 泡沫金属 电加热 数值模拟
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不同墙体隔热性能及工程造价对比分析
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作者 付强 《广东建材》 2026年第3期49-52,共4页
为验证蒸压泡沫混凝土墙体的隔热性能与经济性优势,本文通过热流计法实测蒸压泡沫混凝土、外保温、烧结砖三种墙体的热工参数,并结合广联达造价软件对不同墙体综合成本进行分析。结果表明,蒸压泡沫混凝土墙体综合造价为210元/m^(2),相... 为验证蒸压泡沫混凝土墙体的隔热性能与经济性优势,本文通过热流计法实测蒸压泡沫混凝土、外保温、烧结砖三种墙体的热工参数,并结合广联达造价软件对不同墙体综合成本进行分析。结果表明,蒸压泡沫混凝土墙体综合造价为210元/m^(2),相较于外保温墙体和烧结砖墙体分别增大了5.0%、18.0%;其传热系数仅0.12 W/(m^(2)·K),较外保温墙体和烧结砖墙体分别降低89.3%与95.2%。总之,蒸压泡沫混凝土墙体隔热性能最优,综合造价略高但节能效益显著。 展开更多
关键词 蒸压泡沫混凝土墙体 隔热性能 传热系数 综合造价
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基于高孔隙率泡沫金属的偏心管式复合相变储热单元储热性能数值模拟 被引量:1
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作者 李一鸣 严景好 +4 位作者 席丽娜 孙晓兵 刘鸣皋 李杰 孙小琴 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第5期1931-1942,共12页
为有效提高相变储热单元的储热性能,本文利用数值模拟方法对填充泡沫金属-石蜡复合相变材料的偏心式三管相变储热器进行熔化性能及结构改进研究,重点分析了偏心率、换热温差(ΔT,传热流体温度与相变温度之差)及泡沫金属孔密度对储热性... 为有效提高相变储热单元的储热性能,本文利用数值模拟方法对填充泡沫金属-石蜡复合相变材料的偏心式三管相变储热器进行熔化性能及结构改进研究,重点分析了偏心率、换热温差(ΔT,传热流体温度与相变温度之差)及泡沫金属孔密度对储热性能的影响。研究结果表明,偏心率H对三管储热器的储热性能有显著影响,低正偏心率时结构顶、底部熔化协同性好。此外,相变材料的熔化速率随着偏心率增加先增大后减小,最优偏心率为2/15。与同心管结构相比,其完全熔化时间缩短12.36%。此外,与同心管结构相比,当H≤-1/15或H≥4/15时,偏心设置均会起到抑制传热作用。提高换热温差能显著提高传热速率,且随着换热温差持续增加,其单位温差对熔化的促进作用在缓慢衰减,综合来看,换热温差为10℃时,其换热效果较好。针对偏心率H=0、2/15和-4/15三种结构的储热器,换热温差由5℃升至20℃,完全熔化时间优化率提高了58.30%、59.62%和54.15%。减小孔密度有利于增强相变材料熔化过程中的自然对流传热,当ΔT=10℃且偏心率为2/15时,偏心管结构孔密度由50PPI(1 in的平均孔数,1 in=2.54 cm)减小至30PPI,熔化时间优化率4.52%。 展开更多
关键词 偏心管储热装置 相变材料 金属泡沫 传热增强 数值模拟
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非均匀热流下金属泡沫复合相变材料的熔化传热特性
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作者 吴刚 沈珍华 +1 位作者 焦凤 何永清 《化工进展》 北大核心 2025年第S1期388-399,共12页
相变材料(phase change material,PCM)是热能设备中热能存储和散热的有效选择。然而,其较低的热导率会降低蓄热和散热的速度。本文使用泡沫铜来提高石蜡的热性能,通过Ansys Fluent软件数值模拟仿真的方法研究其在非均匀热流边界下的熔... 相变材料(phase change material,PCM)是热能设备中热能存储和散热的有效选择。然而,其较低的热导率会降低蓄热和散热的速度。本文使用泡沫铜来提高石蜡的热性能,通过Ansys Fluent软件数值模拟仿真的方法研究其在非均匀热流边界下的熔化传热特性,并建立了可视化实验装置来研究泡沫铜-石蜡复合材料的熔化行为。本文讨论了在底部非均匀热边界条件下孔隙率对熔化传热过程的影响,包括固液界面的移动和温度分布。结果表明,非均匀热边界会加剧温度不均匀性,不同位置的最大温差可达166℃,在加入泡沫铜后,可以显著降低垂直于传热方向上同一平面内不同位置的温差,提高整体结构的温度均匀性,且随着孔隙率的降低这种效果越加明显,温差可以从孔隙率为0.98时的35℃降低至0.85时的13℃,极大改善了传热过程的温度均匀性,提高储热系统的稳定性。本文补充了非均匀热边界条件下金属泡沫复合相变材料的熔化传热问题,具有一定的实际意义。 展开更多
关键词 相变材料 金属泡沫 非均匀热流 熔化规律 传热
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车用风冷式散热器轻量化设计与性能研究 被引量:1
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作者 邵雪 程诺 +2 位作者 侯晨雨 张珊珊 黄鑫 《低温与超导》 北大核心 2025年第4期93-101,共9页
泡沫金属取代平直翅片内嵌于风冷散热器中。为了平衡流动和换热对结构的矛盾需求,与现有传统翅片式散热器(300 mm×200 mm×80 mm)进行对比,运用ANSYS仿真软件,采用ICEM Robus进行拓扑修复和网格生成,流固耦合交界面局部加密;通... 泡沫金属取代平直翅片内嵌于风冷散热器中。为了平衡流动和换热对结构的矛盾需求,与现有传统翅片式散热器(300 mm×200 mm×80 mm)进行对比,运用ANSYS仿真软件,采用ICEM Robus进行拓扑修复和网格生成,流固耦合交界面局部加密;通过RNG k-ε模型和SIMPLE算法,建立了填充泡沫金属风冷散热器Gibson-Ashby数值模型,计算得到不同运行参数和结构参数下散热器的换热特性和流动特性,引入j/f^(1/3)综合评价得出:在相同泵功条件下,散热器(孔隙率90%,PPI=30)的换热能力是传统散热器的2.5倍;质量是传统散热器的1/2;添加变形修正后的综合性能评价指标是传统散热器的20倍。泡沫金属散热器可代替传统平直翅片散热器。 展开更多
关键词 泡沫金属 散热器 流动换热 质量 形变位移 综合性能指标
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泡沫金属结构对填充泡沫金属的小间隙通道内流动沸腾特性的影响
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作者 朱禹 周瑞东 +2 位作者 刘运佳 MUBARAK SALISU 王世学 《工程热物理学报》 北大核心 2025年第4期1337-1342,共6页
实验研究了去离子水工质在较宽热流密度范围下在填充泡沫金属的水平微小间隙通道内的流动沸腾特性。泡沫金属的材料是铜,孔密度为20和40 PPI,孔隙率为0.95,间隙高度为0.5、1和2 mm。水的质流密度为200∼400 kg·m^(−2)·s^(−1)... 实验研究了去离子水工质在较宽热流密度范围下在填充泡沫金属的水平微小间隙通道内的流动沸腾特性。泡沫金属的材料是铜,孔密度为20和40 PPI,孔隙率为0.95,间隙高度为0.5、1和2 mm。水的质流密度为200∼400 kg·m^(−2)·s^(−1),热流密度最高300 W·cm^(−2)。实验结果表明:在低热流密度下,填充泡沫金属明显增强传热。在高热流密度下,泡沫金属增强传热的效果减弱;泡沫金属延迟了核态沸腾起始点所需要的热流密度;填充泡沫金属通道和平面通道传热系数随质流密度的增大呈现出相同的趋势。填充泡沫金属通道高度对传热系数有影响:低热流密度下,填充泡沫金属的通道和平面通道的传热系数都随着通道高度的减小而增大,在高热流密度下,填充泡沫金属通道的传热系数随通道高度的增大而增大。 展开更多
关键词 流动沸腾 泡沫金属 两相 传热系数
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复合储热型蒸发体的蒸发性能研究 被引量:1
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作者 段慧玲 王一丁 付小强 《工程热物理学报》 北大核心 2025年第4期1288-1293,共6页
为了弥补太阳能的间歇性在光热蒸发过程中的不足,本文制备了一种储热型蒸发体,采用石蜡泡沫金属作为复合相变储热材料。阐明了在吸热和放热阶段,石蜡泡沫金属复合相变材料内部的传热规律。储热单元的存在,使蒸发体在无光照条件下的蒸发... 为了弥补太阳能的间歇性在光热蒸发过程中的不足,本文制备了一种储热型蒸发体,采用石蜡泡沫金属作为复合相变储热材料。阐明了在吸热和放热阶段,石蜡泡沫金属复合相变材料内部的传热规律。储热单元的存在,使蒸发体在无光照条件下的蒸发性能提升了63.83%。石蜡泡沫金属组成的复合相变材料的相变时间缩短50%以上,内部的温度分布更加均匀,可以提高蒸发体在无光照条件下的蒸发性能。分析了金属泡沫的填充率和布置方式对传热性能及蒸发性能的影响。在50%填充率时,泡沫金属井字型布置的蒸发性能最优。本文制备的复合储热型蒸发体为一体式结构,结构简单,可弥补太阳能稳定性不足的问题,为太阳能驱动的水分蒸发的持续稳定进行提供了条件。 展开更多
关键词 复合储热 太阳能蒸发 金属泡沫 蒸发性能 传热性能
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发汗冷却用镍基泡沫孔隙尺度流动传热特性研究
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作者 周欣蕾 张超 +4 位作者 张宏明 张红军 杨肖峰 曾磊 肖光明 《计量学报》 北大核心 2025年第4期518-527,共10页
以发汗冷却用镍基合金泡沫为研究对象,采用X-CT扫描技术重构获得其真实的微细观结构,基于多松弛格子玻尔兹曼方法(MRT-LBM),结合GPU加速技术,建立发汗冷却用镍基合金泡沫多孔材料的孔隙尺度导热-对流复合传热数值模拟方案。以空气为冷... 以发汗冷却用镍基合金泡沫为研究对象,采用X-CT扫描技术重构获得其真实的微细观结构,基于多松弛格子玻尔兹曼方法(MRT-LBM),结合GPU加速技术,建立发汗冷却用镍基合金泡沫多孔材料的孔隙尺度导热-对流复合传热数值模拟方案。以空气为冷却介质,重点分析镍基合金泡沫在不同雷诺数条件下的流动传热特性。结果表明,镍基合金泡沫的流动存在明显的达西区、过渡区和强惯性区,临界雷诺数为1.36×10^(-1)。并且,随着雷诺数的增大,虽然流动阻力增大,但传热效率也明显增强。在达西区,传热由导热主导,而过渡区与强惯性区则以强迫对流为主导。综合传热因子与雷诺数呈正相关,即增大雷诺数可有效提高泡沫结构的综合传热性能。研究获得的镍基合金泡沫流动与传热特性,为提高发汗冷却效率提供了一定的理论支撑。 展开更多
关键词 热学计量 镍基合金泡沫 格子玻尔兹曼方法 渗透率 传热特性
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金属泡沫强化沸腾传热中的影响因素综述
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作者 刘滢 杨佳亮 +3 位作者 严昱昊 吴曦蕾 伍宸亮 韩晓红 《宁波工程学院学报》 2025年第3期1-10,共10页
为了深入理解金属泡沫强化沸腾传热机制,系统梳理了金属泡沫强化沸腾传热的研究进展,探讨了金属泡沫的结构特性、工作流体的热物性以及金属泡沫的表面改性或结构创新等影响因素对其沸腾强化效果的影响。结果表明:金属泡沫具有孔隙率高... 为了深入理解金属泡沫强化沸腾传热机制,系统梳理了金属泡沫强化沸腾传热的研究进展,探讨了金属泡沫的结构特性、工作流体的热物性以及金属泡沫的表面改性或结构创新等影响因素对其沸腾强化效果的影响。结果表明:金属泡沫具有孔隙率高、比表面积大、热导率高和质量轻等特点,其开放式多孔结构有利于增强流体扰动和气液界面传热;金属泡沫对沸腾传热的强化机理与气泡动力学特性、毛细芯吸效应和金属骨架的热扩散效应密切相关;结构参数、工作流体、表面改性和结构创新对金属泡沫中沸腾传热性能的影响各异,部分处理甚至可能削弱传热性能。研究结果为更高精度、更高效的金属泡沫热管理技术的发展和应用奠定了基础。 展开更多
关键词 金属泡沫 沸腾传热 结构特性 工作流体 表面特性
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空间站用泡沫铜冷凝除湿芯体热质传递性能研究
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作者 周汉涛 张良 +1 位作者 李昊玥 方启 《制冷学报》 北大核心 2025年第5期157-165,共9页
为满足空间站高效换热与紧凑轻量化的要求,研发了一种以斯特林制冷机驱动的泡沫铜高效冷凝除湿系统,实验研究了其热质传递特性,实验条件设定为:空气入口温度20~30℃、相对湿度50%~80%、冷板温度8~13℃,入口风速0.4~1.4 m/s。结果表明:... 为满足空间站高效换热与紧凑轻量化的要求,研发了一种以斯特林制冷机驱动的泡沫铜高效冷凝除湿系统,实验研究了其热质传递特性,实验条件设定为:空气入口温度20~30℃、相对湿度50%~80%、冷板温度8~13℃,入口风速0.4~1.4 m/s。结果表明:空气入口温度与传热系数、传质系数的增加呈正相关性,当空气入口温度从20℃升至30℃时,传热系数提高10.5%,传质系数提高57.1%;空气入口相对湿度的变化对传热与传质系数产生了差异化影响,即传热系数随相对湿度的增加而下降,降低了31.6%,反之,传质系数则呈上升趋势,增加了11.4%。值得注意的是,虽然降低冷板温度能够有效提升换热量,但这同时也会导致冷凝水积累从而降低传热传质的效率,因此选取适宜的冷板温度至关重要。换热量与热质传递效率随着入口风速的提升而显著增强,但不断提高风速会导致系统能耗增加,在追求高效换热的同时,也需要权衡系统能耗。基于丰富实验数据,借助回归分析优化了传热模型,理论值与实验值的标准偏差为8.21%,最大偏差为19.76%,表明模型具有较好的预测精度。 展开更多
关键词 泡沫金属 冷凝除湿 传热传质 强制对流 空间站
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聚酰亚胺泡沫的制备及热物性能研究
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作者 张澧桐 孙立强 +2 位作者 张瑞涵 王佰超 张洪明 《功能材料》 北大核心 2025年第2期2179-2185,共7页
采用发泡法制备了聚酰亚胺泡沫,通过实验和数值模拟研究了自然对流条件下孔隙率和孔隙分布对聚酰亚胺泡沫热物性能的影响。定义了非均质系数Ψ来评价泡沫内部的孔隙分布情况。制备了不同孔隙率和非均质的聚酰亚胺泡沫。通过实验测量了... 采用发泡法制备了聚酰亚胺泡沫,通过实验和数值模拟研究了自然对流条件下孔隙率和孔隙分布对聚酰亚胺泡沫热物性能的影响。定义了非均质系数Ψ来评价泡沫内部的孔隙分布情况。制备了不同孔隙率和非均质的聚酰亚胺泡沫。通过实验测量了聚酰亚胺泡沫的自然对流换热系数。将Voronoi技术与双尺度生成法相结合,建立了多孔模型,并进行了传热数值模拟。仿真结果与实验结果吻合较好。结果表明,在非均质系数固定的情况下,随着孔隙率的增加,泡沫的传热性能显著降低;在孔隙率固定的情况下,泡沫的传热性能随着非均质系数的增加而显著提高。通过数值模拟结果,可以观察到内部温度场和流场分布。孔隙率和非均质系数对自然对流换热性能的影响主要是由内部渗透率的变化引起的。 展开更多
关键词 聚酰亚胺泡沫 对流传热 VORONOI图 非均质系数
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不同力场下泡沫铜对相变材料传热及控温特性的影响
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作者 高启发 张楠 +2 位作者 张兆利 杜雁霞 袁艳平 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第9期3301-3310,共10页
基于相变材料(PCM)的潜热蓄热式冷却技术凭借高储能密度和无源控温特性,在航空航天热管理领域具有广阔应用前景。泡沫铜作为PCM常用的导热增强介质,在强化导热的同时会抑制PCM的自然对流。飞行器机动飞行引发的超重、失重及变加速度等... 基于相变材料(PCM)的潜热蓄热式冷却技术凭借高储能密度和无源控温特性,在航空航天热管理领域具有广阔应用前景。泡沫铜作为PCM常用的导热增强介质,在强化导热的同时会抑制PCM的自然对流。飞行器机动飞行引发的超重、失重及变加速度等复杂力场会与泡沫铜的对流抑制特性相互作用,导致其综合传热强化效应存在不确定性。本工作通过实验分析了不同力场工况下泡沫铜对PCM传热及控温性能的影响。研究结果表明,在正向力场中,泡沫铜的嵌入最高可使PCM熔化时间缩短62.5%,有效控温时长延长153.4%;而在负向力场中,泡沫铜的熔化促进效应随力场强度的增加呈衰减趋势,且复合相变材料(CPCM)后期温度均匀性和有效控温时长较纯PCM略微下降。值得注意的是,泡沫铜的加入可显著提升相变热控单元在复杂力场中的传热稳定性,CPCM在不同力场条件下的熔化时间波动幅度和控温时长波动幅度较纯PCM分别减小86.8%和52.6%。本文研究结果可为飞行器热管理系统在复杂力场条件下的相变材料优化设计提供有价值的理论参考。 展开更多
关键词 泡沫铜 相变材料 不同力场 传热性能 传热稳定性
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射流冲击换热装置的实验研究与优化设计
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作者 乔兰清 来庆志 谭建宇 《工程热物理学报》 北大核心 2025年第6期1922-1930,共9页
芯片的集成化使得换热空间减小,而微小换热结构的压降和泵功普遍较大,不利于节能减排。为权衡压降和换热,本文针对受限空间下高功率单芯片散热问题,分别对空流道及全填充泡沫铜射流冲击换热装置开展了多组水冷实验研究,并基于评价因子... 芯片的集成化使得换热空间减小,而微小换热结构的压降和泵功普遍较大,不利于节能减排。为权衡压降和换热,本文针对受限空间下高功率单芯片散热问题,分别对空流道及全填充泡沫铜射流冲击换热装置开展了多组水冷实验研究,并基于评价因子对填充针肋结构泡沫铜的装置进行了优化设计与实验。实验得到,泡沫铜孔隙率为96%时,大流量下全填充20 PPI泡沫铜的装置综合效果最好;在入口雷诺数小于1492时,填充20 PPI叉排针肋泡沫铜装置综合性能最优。 展开更多
关键词 射流冲击换热 泡沫铜 实验测试 评价因子
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竖管降膜流动传热传质研究进展
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作者 徐振涛 娄智群 +3 位作者 田兴旺 许诗文 占嘉 张琨 《应用化工》 北大核心 2025年第6期1544-1551,共8页
竖管降膜技术具有占地面积小、动力消耗低、持液量小、热质传递效率高等突出优点,被广泛应用于各种能源高效利用相关的工业领域。竖管降膜蒸发和降膜吸收均是发生在气液交界面的流动及传热传质相互耦合的复杂过程。综述了近年来竖管降... 竖管降膜技术具有占地面积小、动力消耗低、持液量小、热质传递效率高等突出优点,被广泛应用于各种能源高效利用相关的工业领域。竖管降膜蒸发和降膜吸收均是发生在气液交界面的流动及传热传质相互耦合的复杂过程。综述了近年来竖管降膜不同特征参数对液膜流型、厚度与润湿性等流动特性,以及对蒸发/吸收传热传质特性的影响规律和研究进展,为竖管降膜换热器的性能优化提供了理论支撑。展望了多场协同作用下的纳米颗粒-金属泡沫-外场(超声/磁场/电场)复合强化手段是下一步研究的重点方向,为建立新型竖管降膜复合强化体系提供一定的思路和参考。 展开更多
关键词 竖管降膜 流型 润湿性 传热传质 金属泡沫
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非均匀泡沫铜强化相变材料蓄热特性的数值分析
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作者 袁艳平 高启发 +1 位作者 张楠 孙钦荣 《储能科学与技术》 北大核心 2025年第8期3100-3109,共10页
泡沫铜的高导热可以强化相变材料的导热传热,但其孔隙结构会阻碍相变材料的对流传热。为了优化其对相变材料的传热强化效能,本工作提出构建梯度孔隙的泡沫铜优化其对相变材料传热特性,并通过数值仿真方法研究了泡沫铜孔隙梯度方向和跨... 泡沫铜的高导热可以强化相变材料的导热传热,但其孔隙结构会阻碍相变材料的对流传热。为了优化其对相变材料的传热强化效能,本工作提出构建梯度孔隙的泡沫铜优化其对相变材料传热特性,并通过数值仿真方法研究了泡沫铜孔隙梯度方向和跨度对相变材料传热的影响。结果表明,一维水平方向梯度均可以强化相变材料的传热,正向梯度的传热速率随孔隙跨度的增加而增加,而负向梯度的传热速率随孔隙跨度的增加而降低,在负向4%的跨度下最大提高了5.8%。一维垂直方向梯度下,正向梯度表现出较好的强化效果,且在跨度10%时传热速率最大提高了11.5%。二维梯度孔隙传热特性研究结果显示,底部设置较低的孔隙率可以增加传热速率,最大提高了5.5%。综合发现,一维垂直正向梯度泡沫铜在10%的孔隙跨度下具有更好的强化效果。 展开更多
关键词 相变材料 泡沫铜 梯度设计 相变传热 数值仿真
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考虑泡沫改良效应的土压平衡盾构刀盘热-力耦合特性
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作者 路遥 黄明 +4 位作者 关振长 周麒 宋珲 郑金伙 蔡光远 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第S2期222-235,共14页
为解决土压平衡盾构掘进过程中刀盘实时受力和温度分布缺乏精细化监测与分析的问题,探讨泡沫改良作用下盾构刀盘的热-力耦合机制及其演化规律。首先通过直剪试验与界面直剪试验,确定分散型泡沫剂改良前后土体的剪切强度参数及土体-刀盘... 为解决土压平衡盾构掘进过程中刀盘实时受力和温度分布缺乏精细化监测与分析的问题,探讨泡沫改良作用下盾构刀盘的热-力耦合机制及其演化规律。首先通过直剪试验与界面直剪试验,确定分散型泡沫剂改良前后土体的剪切强度参数及土体-刀盘界面摩擦因数;在此基础上,基于三维有限元方法构建可反映土体-刀盘动态相互作用的热-力耦合数值模型,对刀盘掘进过程进行瞬态模拟分析,系统研究泡沫改良对刀盘应力场与温度场时空演化行为的影响,并揭示排渣效率、刀盘转速等关键施工参数对刀盘热-力学响应的影响机制。结果表明:1)泡沫改良可显著降低土压平衡盾构刀盘等效切削应力峰值达22.3%,温度峰值降低19.8%,并通过提升排渣与换热效率有效抑制热应力和不均匀膨胀。2)在1.8 r/min高转速下,未改良地层中刀盘应力峰值达66.89 MPa,温度峰值高达133.3℃;泡沫改良可有效抑制高速掘进下刀盘的温度升高与应力集中,尤其在转速超过1.5 r/min时效果更为显著,1.8 r/min时刀盘应力降幅达11.12 MPa,温度降幅达16.9℃;建议在实际施工中将刀盘转速控制在1.5 r/min以内并结合渣土改良技术,以提升刀盘工作安全性及掘进效率。 展开更多
关键词 土压平衡盾构刀盘 换热效率 切削应力 热-力耦合 泡沫改良效应
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开槽泡沫金属镍的流动沸腾机理及性能
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作者 田涛 姜鲲 +1 位作者 曹峻腾 郭春生 《山东大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第6期58-68,共11页
为了深入探究微尺度下不同孔密度和开槽尺寸等参数对泡沫金属镍蒸发器内运行机理的影响,选用3类孔密度(100、500、1 000目)和4类开槽尺寸(0、0.4、0.7、1.0 mm)共12类样品进行流动沸腾换热试验,对样品热流密度、对流换热系数及压降进行... 为了深入探究微尺度下不同孔密度和开槽尺寸等参数对泡沫金属镍蒸发器内运行机理的影响,选用3类孔密度(100、500、1 000目)和4类开槽尺寸(0、0.4、0.7、1.0 mm)共12类样品进行流动沸腾换热试验,对样品热流密度、对流换热系数及压降进行计算分析。结果表明,对于孔密度相同的样品,开槽尺寸为0.7 mm的样品对流换热系数最高;在相同开槽尺寸下,试验得出的最优解是孔密度为500目、开槽尺寸为0.7 mm的样品,相比100目样品对流换热系数提高3.02倍,极限热载荷为152.40 W/cm^(2),对流换热系数最高达27 630.50 W/(m^(2)·K)。通过硅溶胶对泡沫金属镍进行改性,探究润湿性对换热性能的影响。结果表明,开设槽道与亲水改性两者结合无法起到相互促进的作用,未开槽时亲水改性可以使换热效果提升,但也会大大削弱开槽带来的换热能力的提升,使处理后的样品效果弱于未处理的泡沫金属镍样品。 展开更多
关键词 泡沫金属镍 孔密度 开槽尺寸 流动沸腾换热 泵驱两相回路
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相变微胶囊在金属泡沫微通道中的换热特性
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作者 李勇铜 孙静 +2 位作者 王玮铂 杨博宇 杨云茜 《过程工程学报》 北大核心 2025年第3期233-240,共8页
相变微胶囊悬浮液(MEPCMs)是一种新型传热功能热流体,在热管理、储能等领域极具发展潜力。为提高能流密度电子器件的热管理性能,本工作采用相变微胶囊悬浮液和金属泡沫作为双重强化换热手段来提升微通道的冷却特性。利用数值方法研究了M... 相变微胶囊悬浮液(MEPCMs)是一种新型传热功能热流体,在热管理、储能等领域极具发展潜力。为提高能流密度电子器件的热管理性能,本工作采用相变微胶囊悬浮液和金属泡沫作为双重强化换热手段来提升微通道的冷却特性。利用数值方法研究了MEPCMs质量分数(5wt%,10wt%和20wt%)、入口流速、金属泡沫填充率对微通道换热性能、流动阻力及综合换热性能的影响规律。结果表明,金属泡沫微通道的最高温度随着MEPCMs质量分数增大而降低,压降随着质量分数增大而增加;流速为0.06 m/s时,质量分数从5wt%增大到20wt%,压降增加了2.09倍。5wt%的MEPCMs的综合换热性能最好,综合能效因子较纯水提升了8.15%~12.18%。金属泡沫的填充率会显著影响微通道的换热性能,完全填充金属泡沫微通道的冷却性能最好。在整个流速范围内,以5wt%的MEPCMs为冷却工质,完全填充金属泡沫微通道Nuave为空微通道的9.06倍,流动压降为空微通道的56.91倍,综合能效因子可达2.61。本研究结果可为开发高效、紧凑的液冷电子器件散热装置提供理论指导。 展开更多
关键词 金属泡沫 相变微胶囊悬浮液 传热 微通道 数值模拟
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开孔金属泡沫的传热分析 被引量:14
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作者 闫长海 孟松鹤 +2 位作者 陈贵清 杜善义 刘国仟 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期1292-1294,1302,共4页
主要从开孔金属泡沫微观组织的基本结构出发对开孔金属泡沫内的固体热传导、气体热传导和热辐射进行了分析,根据以上的分析利用能量方程和两热流法建立了开孔金属泡沫的传热模型,并利用试验对泡沫镍的有效导热系数进行了测量,泡沫镍的... 主要从开孔金属泡沫微观组织的基本结构出发对开孔金属泡沫内的固体热传导、气体热传导和热辐射进行了分析,根据以上的分析利用能量方程和两热流法建立了开孔金属泡沫的传热模型,并利用试验对泡沫镍的有效导热系数进行了测量,泡沫镍的有效导热系数实验值验证了开孔金属泡沫传热模型的正确性。 展开更多
关键词 开孔金属泡沫 传热 有效导热系数 热辐射
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