由于其导热系数如此之高(30 W mK 1 ),因此来源广泛、价格低廉并且适合于批量填充。它应用于目前商业化的TIM(例如导热垫片和导热凝胶)以提高导热系数。然而,传统的热固性Al 2 O 3 /PDMS复合材料在使用过程中容易受损出现裂纹,损坏后材料的导热系数或其他功能会降低。自修复的概念来自于自然生物的愈合过程。材料在自我修复之后可以保持其性能。如果这些TIM具有自修复能力,可以自动修复其受到的损伤,将有助于长期使用以及增强可靠性和耐用性。材料固有的自修复能力主要通过动态可逆键实现,例如二硫键、20,21 Diels-Alder 反应、22,23
由于其导热系数如此之高(30 W mK 1 ),因此来源广泛、价格低廉并且适合于批量填充。它应用于目前商业化的TIM(例如导热垫片和导热凝胶)以提高导热系数。然而,传统的热固性Al 2 O 3 /PDMS复合材料在使用过程中容易受损出现裂纹,损坏后材料的导热系数或其他功能会降低。自修复的概念来自于自然生物的愈合过程。材料在自我修复之后可以保持其性能。如果这些TIM具有自修复能力,可以自动修复其受到的损伤,将有助于长期使用以及增强可靠性和耐用性。材料固有的自修复能力主要通过动态可逆键实现,例如二硫键、20,21 Diels-Alder 反应、22,23
相变材料 (PCM) 广泛应用于多种用途,尤其是在潜热热能存储系统 (LHTESS) 中。由于 PCM 的导热系数非常低。少量质量分数的混合纳米颗粒 TiO 2 -CuO (50%–50%) 分散在 PCM 中,其质量浓度分别为 0%、0.25%、0.5%、0.75% 和 1% ,以提高其导热系数。本文重点介绍用于 LHTESS 的混合纳米 PCM (HNPCM) 的热性能。开发了一种基于焓-孔隙度技术的数值模型来求解 Navier-Stocks 和能量方程。对壳管式潜热存储 (LHS) 中 HNPCM 的熔化和凝固过程进行了计算。开发的数值模型已通过文献中的实验数据成功验证。结果表明,分散性杂化纳米粒子提高了HNPCM的有效热导率和密度,当HNPCM的质量分数增加0.25%、0.5%、0.75%和1%时,平均充电时间分别提高了12.04%、19.9%、23.55%和27.33%,储能分别降低了0.83%、1.67%、2.83%和3.88%,放电时间分别缩短了18.47%、26.91%、27.71%和30.52%。
相变材料 (PCM) 广泛应用于多种用途,尤其是在潜热热能存储系统 (LHTESS) 中。由于 PCM 的导热系数非常低。少量质量分数的混合纳米颗粒 TiO 2 -CuO (50%–50%) 分散在 PCM 中,其质量浓度分别为 0%、0.25%、0.5%、0.75% 和 1% ,以提高其导热系数。本文重点介绍用于 LHTESS 的混合纳米 PCM (HNPCM) 的热性能。开发了一种基于焓-孔隙度技术的数值模型来求解 Navier-Stocks 和能量方程。对壳管式潜热存储 (LHS) 中 HNPCM 的熔化和凝固过程进行了计算。开发的数值模型已通过文献中的实验数据成功验证。结果表明,分散性杂化纳米粒子提高了HNPCM的有效热导率和密度,当HNPCM的质量分数增加0.25%、0.5%、0.75%和1%时,平均充电时间分别提高了12.04%、19.9%、23.55%和27.33%,储能分别降低了0.83%、1.67%、2.83%和3.88%,放电时间分别缩短了18.47%、26.91%、27.71%和30.52%。
碳纳米管 (CNT) 具有一组独特的性能,例如高电流承载能力、高热导率、机械强度和极大的表面积,18 这些特性使其可用于众多应用。现在可以高效地生长高纯度的块状和表面单壁纳米管 (SWNT) 9 13,因此许多应用的生产限制似乎已经得到克服。然而,仔细观察就会发现,对于纳米管森林的许多关键应用而言,现有的生长方法所生成的森林的面积密度和性能仍然低 1 2 个数量级。以用 CNT 取代集成电路中的铜互连线为例,这是半导体路线图的一个重要里程碑。14 16 只有当 CNT 互连线的电阻低于铜时,才会使用 CNT 互连线,而这需要 CNT 面积密度至少为 2 10 13 cm 2 才能降低由量子电阻引起的串联电阻。然而,迄今为止实现的 SWNT 最高密度仅为 7·10·11 cm2,7,17 21 低了 30 倍(图 1)。散热器也存在类似的问题。虽然单个纳米管的导热系数可能与金刚石实心棒相当,3 但是,如果纳米管森林只填充了可用横截面积的 3%,实际导热系数就会低 30 倍,用处不大。22,23 为了克服这些限制,我们需要完全茂密的森林。我们在此介绍了一种催化剂设计,用于生长超高密度纳米管森林,接近所需的 2·10·13 cm2 密度,甚至可以达到更高的密度。
区域(2.5-25 毫米)。这将有助于实现适当的光谱选择性(a/e),这是评价 SSA 组成材料的参数。4 第二个要求是它的工作温度。事实上,目前 SSA 的最大工作温度限制在 600 1 C,因为超过此温度其组件就会退化。5 这严重限制了 CSP 对太阳辐射光热转换的充分利用。更高的工作温度(通常为 900 1 C )将提高发电系统的热电转换效率,而该效率受卡诺效率的限制;Zc=1Tc/Th,其中 Th 是工作温度,Tc 是环境温度6,6 从而提高了 SSA 的效率。碳化硅 (SiC) 为高温应用提供了独特的特性,可与其他 CSP 系统的工作条件兼容。 7 它重量轻,导热系数高,抗热震性能优良,强度高,氧化时能形成钝化氧化层,具有抗氧化性能,热稳定性可达B 1400 1 C。7-9
区域(2.5-25 毫米)。这将有助于实现适当的光谱选择性(a/e),这是评价 SSA 组成材料的参数。4 第二个要求是它的工作温度。事实上,目前 SSA 的最大工作温度限制在 600 1 C,因为超过此温度其组件就会退化。5 这严重限制了 CSP 对太阳辐射光热转换的充分利用。更高的工作温度(通常为 900 1 C )将提高发电系统的热电转换效率,而该效率受卡诺效率的限制;Zc=1Tc/Th,其中 Th 是工作温度,Tc 是环境温度6,6 从而提高了 SSA 的效率。碳化硅 (SiC) 为高温应用提供了独特的特性,可与其他 CSP 系统的工作条件兼容。 7 它重量轻,导热系数高,抗热震性能优良,强度高,氧化时能形成钝化氧化层,具有抗氧化性能,热稳定性可达B 1400 1 C。7-9
环形翅片是一种特殊的机械传热装置,其径向变化,经常用于应用热工程。在工作装置中添加环形翅片可增加与周围流体接触的表面积。翅片安装的其他潜在领域包括散热器、发电厂热交换器,并且它在可持续能源技术中也发挥着重要作用。本研究的主要目的是引入一种有效的环形翅片能量模型,该模型受热辐射、磁力、导热系数、加热源的影响,并添加了改进的 Tiwari-Das 模型。然后,进行数值处理以获得所需的效率。从结果可以看出,通过加强 α 1 、α 2 和 γ 1 的物理强度以及使用三元纳米流体使其效率更高,翅片效率显著提高。添加加热源 Q 1 使翅片效率更高,辐射数更有利于冷却它。在整个分析过程中观察到三元纳米流体的作用占主导地位,并使用现有数据验证了结果。
本研究旨在利用工业废料,如发泡聚苯乙烯包装废料 (EPS) 和废旧轮胎废料,生产出一种新的复合材料。新型复合材料 RTPC(橡胶轮胎聚苯乙烯复合材料)是废旧轮胎中的橡胶颗粒作为增强材料,以及通过回收 EPS 和汽油获得的基质的混合物。在本研究中,考虑了几种基质/增强材料重量比例(25%、30% 和 35%)和几种增强材料粒度(2-3、3-4 和 4-5 毫米)。进行了物理、机械和热特性分析,以确定复合材料的密度、弯曲模量、最大应力和热导率。根据得到的结果,得到的 RTPC 材料被认为是一种密度在 500 到 600 kg/m 3 之间的轻质材料。 RTPC 材料的热特性测试还表明,RTPC 是一种绝缘材料,导热系数在 0.22 至 0.23 W/mK 之间。另一方面,三点弯曲测试表明,RTPC 材料的弯曲性能较差。RTPC 材料可用作建筑施工领域的良好隔热材料。如果 RTPC 材料的机械性能得到改善,则可将其用作夹层结构中的结构部件,用于其他应用。
A 表面 (m2) A 翅片横截面积 (m2) A 1 圆柱体内表面 (m2) A 1 与冷却空气接触的框架壳体表面 (m2) AF in 翅片表面 (m2) A f 框架壳体有效面积 (m2) 热容 (W x sl°C) C p 恒压比热容 (JIK11°C) 外径 (m) 标量因子 热导纳 (WI°C) [G] 导纳矩阵 对流传热系数 (w/ocm2) h f 框架薄膜系数 (WI°Cm2) 长度 (in) hFi „ 翅片薄膜系数 (W/°Cm2) H Fi„ 散热片轴向长度 (m) 电流 (A) k a 层压轴向热导率 (WI°Cm) k r 层压径向热导率 (WI°Cm) k e 表观热导率 (WI°Cm) k i 热导率槽绝缘的导热系数 (WI°Cm) k 翅片 翅片的热导率 (WI°Cm) k 空气 空气的热导率 (WI°Cm) l g 气隙长度 (m) N pr 普朗特数 A r u 努塞尔特数