马连湘
,
冯娟娟
,
高佼
,
吴桂龙
,
何燕
,
徐瑾
工程热物理学报
本文采用溶液共混技术将定向碳纳米管(A-MWNTs)填充到天然橡胶中,得到A-MWNTs填充的天然橡胶复合材料.观察了A-MWNTs在天然橡胶基体中的分散情况,研究了A-MWNTs对天然橡胶复合材料导热性能的影响,并进行多项式拟合分析.研究表明:A-MWNTs在与天然橡胶溶液共混过程中经超声波振荡和搅拌后会被部分打乱.但是在微束单元内是定向的,在整体上呈非定向分布.随着A-MWNTs填充量的增加,复合材料的导热率快速增大.通过对导热率数据进行多项式拟合,以此为研究复合材料导热性能提供可靠的技术途径.结果表明:拟合曲线可以较为准确地预测复合材料导热率的变化趋势.
关键词:
定向碳纳米管
,
天然橡胶
,
导热率
,
多项式拟合
余真珠
,
马连湘
工程热物理学报
在分析炭黑填充胶生热率随温度、频率变化趋势基础上,构建了生热率的径向基网络模型(RBF网络),并对RBF网络进行模拟,将RBF网络与反向传播网络(BP网络)进行比较,分析误差.模拟结果表明RBF网络精度最高,探讨了将人工神经网络理论引入到炭黑/橡胶复合材料热物性参数研究领域的可行性.
关键词:
炭黑
,
RBF网络
,
生热率
,
胶料
张晓光
,
李霄
,
张宝库
,
何燕
,
马连湘
高分子材料科学与工程
采用随机顺序添加算法(RSA),应用均匀化理论建立了三维代表体积单元(RVE)模型,数值研究了氮化铝均匀分布与随机分布下三元乙丙橡胶复合材料的导热性能.制备了氮化铝(AlN)/三元乙丙橡胶复合材料,并测试了不同填充量下体系的热导率.将数值模拟得到的热导率与实验结果及理论模型进行对比,结果发现,随着氮化铝填充量的增加,导热网链的形成更加容易,复合材料的热导率随之逐步增大;在相同体积分数下,实验测量值最大;均匀分布时的数值结果与Maxwell模型及Hamilton-Crosser模型结果基本一致;填充粒子在基体中的随机性分布会导致热导率的波动,其平均值要高于均匀分布模拟值;随机分布模型模拟结果更贴近实验测量值,可以用来更好地预测球形颗粒填充复合材料的导热性能.
关键词:
氮化铝
,
橡胶复合材料
,
随机顺序添加
,
导热性能
,
数值模拟
马连湘
,
侯晓旭
,
何燕
,
余真珠
工程热物理学报
本文采用溶液共混的方法,通过改变助剂用量,经室温硫化,制备不同配方的天然橡胶(NR)试样.对比不同配方对交联密度的影响,研究交联密度与导热性能之间的关系,并进行机理分析.研究表明:橡胶配方通过影响NR分子链状态来影响导热性能.乙基黄原酸钾(PEX)与二乙基二硫代氨基甲酸锌(ZDC)用量的增加会导致交联密度上升,提高导热性能.氧化锌(ZnO)在实验中更多的表现出填料的特性.硬脂酸(SA)使橡胶导热性能的温度敏感性增强.
关键词:
天然橡胶
,
橡胶助剂
,
交联密度
,
导热性能
余真珠
,
马连湘
材料导报
在分析炭黑/橡胶复合材料生热率随温度、频率变化的基础上,建立了人工神经网络模型,并将神经网络模型与二次回归拟合公式相比较,进行误差分析,仿真结果表明神经网络模型的精度高于二次回归拟合公式的精度.并探讨了将人工神经网络理论引入到炭黑/橡胶复合材料热物性参数研究领域的可行性.
关键词:
复合材料
,
炭黑
,
滚动阻力
,
生热率
,
BP网络
张井志
,
田茂诚
,
张冠敏
,
李蔚
,
马连湘
,
冷学礼
工程热物理学报
通过数值模拟,分析了倾角不同板片组合的板式换热器单流道模型换热和阻力的情况,并结合场协同理论进行分析.模拟结果表明:传热因子j、阻力因子f及面积质量因子J/f均随Re的增大而降低,其值均偏向于倾角较小的板片组合.协同角θ随着Re的增大先增大后基本不变,场协同数Fc随着Re的增大而下降,倾角较大组合的协同性要优于倾角较小的组合.j、f均随着上壁面倾角风的增大而增大,在下壁面倾角βb≤60时变化趋势较大,βb＞ 60时,变化趋势降低.倾角不同的板片组合换热器的性能介于构成“热混合”的常规板片性能之间.
关键词:
板式换热器
,
场协同
,
数值模拟
,
热混合
张晓光
,
李霄
,
冀英杰
,
何燕
,
马连湘
材料导报
基于ANSYS Workbench稳态热分析模块,利用均匀化方法,研究了填充颗粒导热性对填充型复合材料导热性能的影响.结果表明,依靠增大填充颗粒导热系数来提高复合材料整体的导热性能有一定局限性,填料导热系数与基体材料导热系数之比存在一个临界值.在相同体积分数下,随着比值的增大复合材料导热系数增加,当达到临界值后继续增大比值复合材料的导热系数基本不变.不同形状的填充颗粒有不同的临界值,圆柱形颗粒的临界值略大于正方体形和球形,而且对于同一种形状的填充颗粒,随着填充分数的增大临界值略有增加.
关键词:
ANSYS Workbench
,
均匀化方法
,
复合材料
,
导热系数
马连湘
,
常强
,
邱金友
,
王钰鹏
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.08.017
采用添加表面活性剂阿拉伯胶(GA)的方法制备碳管纳米流体,并对不同长径比以及经球磨、酸化处理的碳管纳米流体热物性进行了研究.通过透射电子显微镜和扫描电子显微镜观察表明,所制备的碳管纳米流体具有很好的分散性和稳定性.碳管纳米流体热物性实验结果表明,碳管的比表面积和直线度是碳管长径比影响纳米流体热导率的主要因素.碳管经球磨处理时,随球磨时间延长,碳管长径比和直线度先后对纳米流体热导率提升起主导作用,碳管酸化处理后,改善了其分散性并降低了接触热阻,这是纳米流体热导率提高的主要因素.但随着碳管酸化时间的延长,碳管长径比起主导作用.碳管纳米流体的粘度主要受碳管分散性和直线度的影响.
关键词:
碳纳米管
,
纳米流体
,
热物性
,
长径比
,
强化机理
林艳
,
张江辉
,
何燕
,
马连湘
工程热物理学报
介绍了一种带有相变蓄热装置的直膨式太阳能热泵系统。以青岛天气为例,对该系统的蓄热模式进行数值模拟,得出蓄热装置进出口制冷剂的温度、蓄热材料的液相率随时间的变化,结果表明在太阳能辐射量变化时,该系统的蒸发温度维持25℃左右,系统能够稳定运行;对系统热力学性质进行理论计算得出系统在冷凝温度为70℃时,系统的COP能维持在5.3左右,系统能够高效运行。
关键词:
直膨式太阳能热泵
,
相变蓄热
,
数值模拟
