摘要：提出了一种组合边界条件下结合传热反问题思想测算固体材料热扩散系数的方法.建立了正问题理论模型,基于有限体积法和交替方向隐式方法的思想利用MATLAB软件对正问题温度场进行数值求解,利用共轭梯度法结合软件编程求解反问题,反演得到材料的热扩散系数.设计了实验方案并搭建了完整的测试系统,利用测试装置对亚克力板(PMMA)、硼硅玻璃(Pyrex7740)、大理石3种材料进行了综合实验,结果表明导热系数测试结果与文献值的最大相对偏差为3.45%,小于5%,验证了测试方法和装置的可行性与准确性.进一步对PMMA热扩散系数实验的不确定度进行了分析,得到扩展不确定度为4.86%,处于较低水平,说明实验数据可靠,测试方法科学.

摘要：基于目前已有的真空桥式薄膜热扩散系数测试结构和测试方法,综合考虑辐射、对流以及向衬底的传热等因素的影响,从而使得本文设计的测试结构和提取方法更具有实际价值。文中通过分析两个长度不同,但宽度与厚度相同的梁在相同加热电流下的瞬态电阻变化特性,来提取多晶硅薄膜的热扩散系数。同时利用有限元分析软件ANSYS进行了模拟分析,分析表明模拟提取值与理论值较好地吻合,从而验证了模型建立的正确性,说明该方法能够实现对多晶硅薄膜热扩散系数的在线提取,且具有较高的测试精确度。

摘要：热扩散系数是多年冻土对外界热扰动敏感程度的重要影响参数之一,也是寒区工程设计与建设的关键基础数据。基于瞬态平面热源法导热系数测试结果和质量加权法计算获取的比热容理论值,计算获得青藏工程走廊西大滩—唐古拉山沿线典型类别土样热扩散系数,分析对比了走廊带内冻融土热扩散系数的分布特征和参数影响规律,提出了基于经验拟合公式法和RBF神经网络方法的冻融土热扩散系数预测模型,并比较了不同预测模型的预测效果。研究结果表明:青藏工程走廊带内土的热扩散系数与粒径整体呈正相关性,融土热扩散系数按黏性土、粉土、全风化岩类、砂土及碎石土依次增大,冻土热扩散系数按黏性土、全风化岩类、粉土、碎石土及砂土依次增大;热扩散系数与容重及天然含水率相关性随土类及冻融状态差异明显,冻、融土热扩散系数呈显著正线性关系;以融土热扩散系数为拟合参数的冻土热扩散系数三元预测模型的预测精度明显高于二元经验公式;RBF神经网络模型在冻、融土热扩散系数预测中均具有最优的预测精度,为最佳预测模型。

摘要：冰的热学参数是合理模拟冰物候、分布、厚度的关键,但它们一直属于冰研究领域的“弱势群体”。冰的热学性质参数的精确获取看似技术简单,但实际影响因子众多,研究过程要求苛刻。20世纪80年代探究现场和实验室冰热传导系数后,国内一直未再大力推进。21世纪引入数学方法后,利用现场原位测试的冰层垂直温度剖面时间序列数据进行反演辨识和分析,获得了不同天然冰的现场原位热扩散系数;部分冰样进行的实验室热传导系数测量,与反演辨识结果相互验证。结果发现,天然淡水冰和海冰都因冰晶间未冻水内含有杂质,表现出与目前数值模拟计算选用的纯冰热扩散系数的差异,但与少量实验室不同类型盐水冻结冰的测试结果趋势一致。本文依据典型淡水冰和海冰的反演辨识热扩散系数成果,回顾它们的现场环境、主要特点;分析制约这些热扩散系数的原因;说明在全球变暖趋势下,刻画冰相变区内的热扩散系数参数化的重要价值;并设计了天然冰热扩散系数物理机理和参数化方案的未来研究思路。

摘要：热扩散系数是过程热物理的重要参数。本文在自行设计测试装置的基础上,开发基于组态王技术的瞬态热流法测试软件系统。软件可以监控过程,高频采集数据,误差分析处理。在测试过程中运行稳定,测试数据可信度高,误差小于1%,为快速筛选材料的热物性数据提供有效而实用的软件。

摘要：不稳定法测定热扩散系数的数学物理模型是无界薄板在其表面温度恒定条件下中心层温度的解,据此设计和制造的含微机控制系统的测定仪能直接地测定橡胶和塑料等非金属均匀固体材料的热扩散系数,有测量准确和迅速等特点。测定仪具有多种功能,可以精密而自动地控温、测温和计时,还能显示、记录和打印测试数据,并且能计算和打印测定结果,包括热扩散系数与温度的相关关系。实例说明了测定混炼胶热扩散系数的情况和结果。

摘要：以载重子午线轮胎胎面胶为例,应用发泡点分析仪(BPA)测试和计算胶料温度不饱和度及扩散系数,探讨BPA的测试原理和方法。结果表明,热扩散系数与热源温度无关,而与加热时间和厚度相关。应用BPA对胶料进行硫化分析,有助于硫化工艺设计和生产控制。

摘要：采用一种新的实验测量方案 ,将金属加热单元与温度探测单元合二为一 ,间接获得了在半导体和微电子学MEMS领域内有重要用途的SiNx 薄膜的导热系数、发射率、比热容和热扩散系数 ,并对实验结果进行了不确定度分析 ,为微电子电路设计和掩模成型工艺等提供了可靠的热物性数据 .实验结果表明 ,薄膜的导热系数、发射率、热扩散系数远比相应体材质低 ,而且还与温度、厚度有关 ,尺寸效应显著 。

摘要：岩石热物性是地表、地球内部温度分布及热传递研究不可缺少的参数,贵州乃至西南地区均尚未开展过系统性、区域性的岩石热物性参数研究工作。为给贵州及相邻区域开展地热、油气成藏以及岩土工程等研究工作提供依据和参考,本次采集了贵州主要地层的14种岩类,共计433件岩石样品,并进行热导率、比热容及热扩散率的测试,分析了不同岩石的热物性参数特征及影响因素。研究表明:贵州地区岩石热导率的实测平均值在1. 516±0. 264~5. 066±0. 521W/(m·K)之间,比热容的实测平均值在0. 272±0. 042~0. 603±0. 096kJ/(kg·℃)之间,热扩散系数的实测平均值在0. 752±0. 331~2. 854±0. 368mm2/s之间。区内岩石热物性与其矿物成分、结构、含水量等因素有关,其中,岩石年龄越老,热导率和热扩散系数越高;岩石的热导率和热扩散系数与高热导率矿物含量存在正相关关系,而比热容则相反;随着岩石中矿物颗粒粒度的增大,岩石热导率和热扩散系数也随之增加,而比热容与矿物颗粒粒度的关系则不明显;含水量对岩石的热物性影响较大,饱水条件下岩石的热导率比干燥条件下的热导率增加幅度在2%~17%,热扩散系数增加的幅度集中在1%~16%,而比热容则减少,减少幅度在3. 08%~21. 79%。

摘要：作为堆芯热工设计中子通道分析程序的关键输入参数,热扩散系数(TDC)一般通过单相热工试验获得,时间和经济代价较高。本文从湍流交混的机理和模型出发,深入阐述了TDC在子通道程序中的模拟方法,纠正了以往只能温度场计算获得TDC的问题,提出了表征冷热通道温度交换效果的热扩散特性因子,基于计算流体动力学(CFD)技术形成了一整套热扩散特性评价方法,并和试验结果进行了对比验证。对比分析结果表明,数值方法的结果与试验结果相对偏差不超过10%,符合效果良好,在考虑一定保守惩罚的情况下基本上可替代相关试验,极大地提高了设计研发效率。此外,对热工水力参数、定位格架结构、轴向格架数量、格架跨距等因素对燃料组件热扩散特性的影响进行了深入分析,结果表明组件的热扩散特性与格架等结构密切相关,受热工参数的影响不大。