一、结构参数对硅热流量传感器热性能的影响(论文文献综述)
崔彦[1](2021)在《智能形变调温服装设计及舒适性测评研究》文中研究表明自我国发布“十二五”科学和技术发展规划以来,国家提出大力支持、培育和发展战略性新兴产业,推动智能制造和新材料的发展。“十四五”计划再次强调需要加快、壮大新材料和绿色环保等产业的发展。本文结合高性能服装设计、节能环保材料、智能可穿戴设备和服装热舒适性研究,为智能调温服装领域的相关研究提供数据和理论支持。人类作为恒温动物,体温需保持在一个非常窄的变化范围内,然而当环境变化太频繁或超出人体的调节能力时,人类需要通过适当地增减衣服以平衡周围气候的变化,保持身体热平衡,否则,人体将面临过热或过冷的危险。此外,频繁的冷热变化可能会导致免疫力降低。因此,服装对于人体的热调节起着至关重要的作用,但传统服装由于其恒定的隔热性能,对于人体的热调节能力有限。在许多情况下,人类依赖供热通风与空气调节系统(HVAC)来达到热平衡,然而使用HVAC会造成极大的能源浪费,引发温室效应。近年来,纺织和服装研究领域的学者致力于开发各种新型材料和高性能纺织品,已经研发的热调节材料包括碳纳米材料、形状记忆合金(SMA)、相变材料(PCM)、具有生物力学响应的纺织品、连续片状式的充气服装等。尽管相关领域已经取得了重大进展,但开发具有高舒适度、灵活响应、低成本、环保、可以快速制造的调温服装仍具有挑战。在过去的15年中,有关软体机器人(Soft Robotic)技术和机制的研究快速发展,该方向涉及许多领域,如可穿戴设备、医疗设备和物品抓取等,软体机器人具有更大的灵活性和人机交互安全性,流体驱动是主要的驱动原理之一。受流体驱动软机器人技术的启发,本文提出了一种充气形变智能调温服装,利用调节衣间静止空气层厚度来改变服装的隔热性能。空气作为一种无穷无尽的绿色资源,具有无成本、无重量、绿色环保等多种优点。与现有的充气式调温服装相比,本研究中设计的气动调温结构具有良好的隔热性、透气性和舒适性,制作成本低并且适用于大规模工业制造,具体的主要内容和结论包含以下几点:(1)柔性气动结构的设计与制备首先,本课题建立了柔性气动结构的设计和制备方法,基于静止空气层隔热原理和自然、人造结构作为形变灵感,设计开发了多种气动形变结构,分别为单向形变、双向形变、一体化气动结构,以及由负泊松比结构衍生的表面气动结构和柔性支架气动结构;基于Rhino和Grasshopper构建了气动形变结构的参数化设计模型,结合人体热分布地图,优化气动结构的设计方法;通过实验确定柔性气动结构的最优制造参数。研究比较了不同参数硅胶材料的特性,确定最终的硅胶材料为Ecoflex00-30和Ecoflex 00-50;针对一体化气动结构的制造,镂空孔洞间隙不可小于7mm;硅胶浇筑的黏连时间需控制在55-65min之间;最后讨论了中间隔离层材料的选择和气动结构大规模制造的潜力。(2)充气调温材料基础性能测试与表征基于柔性气动结构设计、制造了 5种不同配置的充气调温材料,并选择了典型的保暖材料进行对比实验。实验比较在不同配置下,充气调温材料基本性能、手感舒适性、抗压性和耐水洗性方面的差异。研究分别分析了充气调温材料的厚度变化率、透湿率、回潮率、抗弯刚度、手感舒适性、保形性和耐用性的结果。结果表明,充气调温材料厚度变化可达4-23倍;充气和外层面料的增加对调温结构的透湿性有影响;镂空比例越大的结构透湿性越好;结构的回潮率优于羊毛混纺面料,与化纤保暖填充棉相近;抗弯刚度和手感舒适性结果表明高镂空比充气结构手感优于低镂空比结构,单层和双层试样的手感优于复合试样;相比传统的隔热材料,充气调温材料具有极好的抗压性,可以抵抗重于自身27倍的外部应力;耐用性实验表明,气动调温结构可以至少清洗100次而不会损坏。(3)充气调温材料及服装热湿舒适性测评本文运用出汗热护式热板仪和出汗暖体假人对充气调温材料的热湿性能进行分析和对比,并利用CBE Thermal Comfort在线工具研究充气结构的调温能力,最后利用傅里叶红外线光谱测试材料反光隔热性。研究表明,充气会增加调温结构的隔热性能,减小透湿性能,不同类型的充气调温试样具体热湿舒适性变化不一。外层面料会在充气期间增强结构的隔热性;热阻结果表明硅胶的镂空率与热阻成反比;随着充气量上升,调温结构的热阻越高;在充气之前,多层充气调温试样的热阻保持在非常低的水平,但充气后热阻显着提高(15倍),明显高于普通试样。湿阻变化与热阻相似,多层织物的湿阻要比单层织物更高;硅胶的镂空率与湿阻成反比;控制硅胶镂空率可以同时实现低湿阻和高保温性能;不同的充气调温材料可用于不同的保暖服装设计中,具有灵活的应用可能性。在气动调温服装的设计中,包覆气动结构的外层面料应该选取防风且透气、透湿材质,以减小由充气带来的湿阻上升;研究还针对充气结构热湿参数的变化给出了充气调温服装的设计建议。同时,与已有的充气调温服装的热湿舒适性对比发现,本文开发的充气调温材料热舒适性优于已有市售的充气服装。根据PMV-PPD模型计算,充气调温材料具有良好的调温能力和节能潜力,充气调温材料可覆盖的热舒适范围高于普通隔热材料,是传统隔热材料的3-4倍;标准有效温度(SET)和热舒适范围(TCR)分析结果发现,充气调温材料可以在更宽的温度范围内保持人体的热舒适性。(4)智能充气系统设计与开发智能充气形变调温服装开发离不开智能充气系统,本文基于充气调温材料,为其开发了针对性的智能控制系统。首先研究构建了智能充气系统的理论基础,讨论了服装隔热性、工作强度与新陈代谢三者的关系,其次建立了充气量与隔热性能,以及充气时间与环境温度的函数关系。各参数的函数关系构建为智能充气系统的设计提供了理论基础,在此基础上本文设计了智能充气系统的程序流程,介绍了系统的主要组件参数,并进行了电路设计。研究搭建的智能充气系统可实现系统的智能控制和数据可视化,系统可以根据环境温湿度的变化调节智能充气服装的充气量,还可以实现对穿着者环境参数的收集和读取。依照充气系统的程序,开发人员可以在源代码中自由调节系统的充气时长,充气/放气的温、湿度激活点。最后,研究对智能充气系统未来的发展方向进行了展望。本课题对于流体驱动的柔性结构进行了多维度的设计,构建了充气形变结构的设计体系;对充气形变调温材料的基本特性、表征和热湿舒适性进行了深入研究;分析了充气对于形变结构的各项参数影响,并总结了变化规律,为后续调温服装的设计提供理论依据和指导;建立了充气时长和环境参数之间的关系;研发了智能充气系统。本课题结合了服装设计、纺织先进材料、智能可穿戴设备、服装热湿舒适性和参数化设计等多个研究方向。研究结论和方法为新兴调温材料和智能调温服装研发提供了数据和理论支持,对于智能服装设计、个人热管理系统、节能环保材料的研究具有重要意义。
谢晓璐[2](2021)在《带恒温控制与自校正功能的硅铝异质结构压力传感器测量系统研究》文中指出MEMS压阻式压力传感器是在气象探测和车联网等领域有着重要应用的前向通道接口。传统硅基压力传感器普遍具有低灵敏度、温度漂移和时间漂移等半导体器件固有的属性。本文提出的基于硅铝异质结构的MEMS压力传感器及带有恒温控制和自校正功能的配套测量系统可以一定程度上解决这些问题。首先,理论分析了硅铝异质结构的压阻放大效应,将掺杂硅压阻条宽度优化设计为20μm,采用SOI硅片为原料设计了一种带有两对应力敏感和温度参考硅铝异质结构的MEMS压力传感器芯片,同时将四个对称的L型凸起结构部分刻蚀在传感器器件层上,结合ANSYS有限元仿真验证了其应力增强效应。接着对传感器的温度特性、灵敏度和信噪比等特性进行了分析,确定了器件层的掺杂浓度,理论上明确了传感器结构设计的可靠性并根据该设计结果绘制了传感器芯片版图,采用标准MEMS工艺对传感器进行加工和制造,同时为其设计了一套恒温控制封装结构,采用热稳态分析验证了该恒温控制封装的合理性,在-20℃的环境温度下仅需要1.14W的热功率,为实际恒温控制系统的加热执行器能提供的最大电功率的44.7%,具有较好的实用可靠性。其次,完成了基于STM32的硅铝异质结构压力传感器的测量系统的电路设计和嵌入式软件设计,主要具有传感器信号调理与采集、恒温控制、传感器自校正和数据交互等功能。其中恒温控制算法采用目标温度值自适应变化的PID控制算法,自校正功能则采用AD5420可调电流源来模拟传感器的标定压力,在传感器发生一定时漂特性后更新传感器的输出特性。同时为了满足传感器智能化应用,在移植了Linux系统的Coretx-A8内核的嵌入式平台上采用QT编写了传感器的上位机界面。最后,搭建实验测试平台对传感器进行了实验分析。在测试压力最大至370k Pa的范围内,单个应力敏感硅铝异质结构在恒温系统控制下灵敏度可达到0.283m V/V/k Pa,并采用温度参考结构进行差分输出测量,传感器的热零点漂移系数从-6.92×10-1%FS/℃减小至-1.51×10-3%FS/℃,测量误差小于±1.49%FS,同时在传感器发生一定时漂特征后进行自校正操作测试,将传感器最大预测误差从6.1k Pa减小至5k Pa。本文从传感器器件设计和外围恒温控制系统的软硬件设计方面有效地提高灵敏度和补偿温度漂移特性,并且自校正功能也提高了传感器发生时漂后的测量精度,对优化压阻式压力传感器的综合性能有着一定的借鉴意义。
王聪[3](2021)在《微通道除湿换热器热湿传递强化研究》文中研究表明传统蒸汽压缩空调的冷凝除湿过程将降低空调性能系数。基于除湿换热器的干燥剂冷却系统将热湿空气中的显热负荷和潜热负荷分离,从而解决上述缺点。为实现除湿换热器热湿传递强化,本文从复合干燥剂制备、微通道结构尺寸优化和结合蒸发冷却应用三方面对微通道除湿换热器的热湿传递性能进行研究。本论文的主要研究内容和结论如下:(1)通过实验确定了静电喷涂法制备除湿换热器的最佳喷涂条件和固化条件。制备了碳基复合干燥剂,研究了复合干燥剂的表面形貌、吸附动力学和水蒸气吸附等温线。结果显示,复合干燥剂的导热系数几乎是硅胶的1.6倍,密度比纯活性炭提高25.3%。基于LDF模型和D-A方程拟合的干燥剂吸附特性曲线相关系数均为0.98以上。在相对湿度为60%下,复合干燥剂的水分吸附量达到1.1 kg/kg,相比于纯活性炭提高0.9 kg/kg。(2)理论推导了微通道的传热系数和水分传递系数。热湿传递系数均随气流速度的增加而增大。翅片间距和扁管间距越小,微通道的热湿传递系数越大。干燥剂涂层越厚,水分传递系数越大,传热系数越小。冷却水温度越低,空气流速越快,除湿性能越好。(3)提出了一种关于微通道除湿换热器的瞬态热湿运输数学模型。搭建了基于微通道除湿换热器的除湿冷却系统对数学模型进行验证,验证结果误差小于15%。较大的翅片间距和扁管间距有利于除湿。系统的电力性能系数COPe在2.0左右,除湿能力最高为1.57 kg/h。(4)实验搭建了利用微通道除湿换热器进行除湿的蒸发冷却空调系统。在昆明春夏季典型天气条件下,蒸发制冷效率理论可达86%以上。模式III下微通道除湿换热器的平均除湿量为4.98 g/kg,热性能系数为1.02,相比于模式II分别提高了2.34 g/kg和0.2。全天运行中,空调系统的制冷量和电力性能系数最大值为1.53 k W和2.68。除湿换热器吸收湿空气中的水蒸气,提高了系统制冷量,降低了送风湿度。
李智[4](2021)在《面向非稳态热源的储热式有机朗肯循环基础问题研究》文中研究指明有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle,ORC)因其较高的热效率、较简单的结构和高可靠性等优点,在中低品味余热回收领域拥有广泛的应用前景。当前针对有机朗肯循环的研究多是基于稳态热源进行的,但内燃机余热、工业余热等热源通常呈现波动和间歇特性,这给ORC的安全和高效运行带来了巨大挑战。针对余热源的非稳态问题,本文提出了集成相变储热换热器(Latent Thermal Energy Storage,LTES)的储热式ORC系统,利用相变材料(Phase Change Material,PCM)对非稳态热源进行预处理,使其达到下游ORC的安全运行条件。储热式ORC的成功实施仍面临许多亟待解决的基础问题,例如部件层面的储热换热器和系统层面的储热式ORC动态性能。围绕非稳态热源条件下储热式ORC的若干基础问题,本文的主要工作内容和结论如下:(1)基础ORC对非稳态热源的适应性及安全运行极限快速预测方法研究:探究了热源波动特性、蒸发器结构和材料参数对基础ORC阶跃变工况响应特性和循环变工况运行特性的影响,获得了最小过热度的变化规律,基于此建立基础ORC安全运行所允许的热源波动极限的快速预测方法。(2)非稳态热源对管壳式储热换热器的熔化过程影响机制及强化传热研究:探讨了不同热源波动特性对储热换热器的熔化过程影响机制,发现周期较小的波动热源对熔化过程影响较小,而周期较大的热源可以促进熔化过程。开展了基于肋片的储热换热器强化传热研究,结果表明储热换热器削弱热源波动的效果随着肋片高度的增加而更加显着。(3)PCM热物性参数对储热式ORC的动态运行特性的影响规律研究:分析了PCM热导率和熔点对热源阶跃变化和循环变化条件下储热式ORC动态性能的影响,结果表明储热换热器可以显着降低热源的波动幅度,且降低幅度随着PCM热导率的增加而增强。基于动态运行规律,获得了储热式ORC安全运行的热源波动极限快速预测关联式,结果表明储热式的安全运行极限明显高于基础ORC。(4)内燃机余热驱动的储热式ORC试验台架搭建及试验研究:开展了稳态工况、阶跃变工况和循环变工况条件下基础ORC和储热式ORC的性能对比试验研究,结果表明在阶跃变化比例较小时,储热式ORC能保证安全运行,在阶跃比例较大时可以延长过热度降至0的时间。循环变化热源条件下,储热式ORC可以保证安全运行,且平均理论净功和热效率较基础ORC分别提高23.5%和23.2%。(5)不同储热式ORC方案的性能初步探索研究。提出了储热换热器梯级布置的储热式ORC方案,以及热源-PCM-工质耦合传热的直接蒸发储热式ORC方案。对于PCM梯级布置的储热式ORC,分段数量N=2的方案较N=1和N=3的方案性能更佳。对于直接蒸发储热式ORC系统,不同直接蒸发储热式ORC方案的性能对比研究表明,相同时间内双LTES方案的总输出功和持续运行时长显着优于两种单LTES方案,且双LTES交替工作可以有效地克服单LTES的直接蒸发储热式ORC系统必须面临的间歇性运行问题。
时应娜[5](2021)在《女性生理周期智能监护针织品设计及其热舒适性研究》文中认为规律健康的女性生理周期是女性心理、生育健康的重要体现,通常采用基础体温曲线表征。此外,女性在生理周期中也会有不同的生理症状,常见的生理不适包括痛经、畏寒等,影响着日常工作和生活。随着新型纺织材料和微电子技术的进步以及功能型纺织品专业化程度的提高,对生理周期进行监控和预测、并缓解生理不适的纺织服装逐渐发展。本课题从女性生理周期生理状态出发,结合织物热湿传递性能的特点,进行针对性的女性生理周期智能监护针织品设计与性能评价。首先,结合人体生理学和人体工学进行女性生理周期智能监护针织品外观、结构及功能设计。其次,基于对镀银纱线及其针织加热织物电热性能和加热型三层复合织物热湿传递性能的研究,探讨纱线和组织结构对加热织物电热性能的影响以及各层织物热湿性能对复合织物热湿传递的影响,在此基础上进行女性生理周期智能监护针织品各层织物的筛选与匹配;基于对人体结构的研究进行女性生理周期智能监护针织品结构的设计与优化,再结合温度传感器和电子集成技术实现女性生理周期基础体温监测功能和加热温度的智能调控;最后,通过对比实验探讨女性生理周期智能监护针织品热舒适性能的特点和优势,并通过人体着装实验进行生理周期基础体温监测功能的验证。具体研究内容和结果主要包括三个方面:(1)生理周期基础体温的监测。将温度传感器集成在针织品上,利用温度传感器进行基础体温数据的采集,通过手机APP自动生成基础体温变化曲线,观察生理周期的变化。结果表明,生理周期的基础体温呈双相性变化,生理期时基础体温会降低0.3-0.6℃,利用温度传感器可以有效监测基础体温的变化,进行生理周期的监测与预测。(2)生理期热护理及其加热温度的智能调控。利用加热织物、温度传感器、电路集成实现针织品的热护理功能和加热温度的智能调控。为了筛选符合要求的纱线和织物,使用镀银纱线织造针织加热织物,并对镀银纱线及其针织加热织物的电热性能进行研究,结合加热型纺织品的复合原理,对各层织物的热湿性能及加热型三层复合织物的热湿传递性能进行研究。通过温度传感器和电路集成实现加热温度的智能控制。结果表明,镀银纱线线密度和组织结构对针织加热织物的电热性能均有显着影响,加热织物的平衡温度和输入功率线性相关。各层织物的热湿性能对组合织物的热湿传递有显着影响,其中石墨烯织物作为亲肤层能将更多的热量传递至人体皮肤,TPU摇粒绒织物作为保暖防护层具有更好的保暖效果。(3)智能监护针织品热舒适性能的对比研究。基于功能需求、问卷调研以及织物电热性能和热湿性能的研究,结合人体工学、人体生理学进行女性生理周期智能监护针织品款式结构的设计和制作。通过暖体假人实验、人体着装生理实验进行针织品热舒适性能评价,并与市场上常见的生理期热护理产品进行对比研究,分析女性生理周期智能监护针织品的效果与优势。结果表明,女性生理周期智能监护针织品具有更好的热舒适性。可见,基于织物热湿性能研究进行材料的筛选和匹配以及对版型结构进行设计与优化的女性生理周期智能监护针织品具有更好的热舒适性能,可以为女性生理周期的日常监护提供更好的帮助。
于跃[6](2020)在《非道路高压共轨柴油机传热特性研究》文中认为我国地形复杂,高原面积广阔,大气压力、空气密度、含氧浓度会随着海拔高度不同而发生变化,这些因素会影响发动机的燃烧过程,造成发动机热流量分配存在差异。此外,我国大部分地区普遍存在高温现象,高的环境温度使换热器散热能力下降、发动机热负荷增加,进而影响发动机性能与可靠性。因此,高温、变海拔环境下的热管理问题已经成为限制发动机性能发挥的关键性问题。开展高温、变海拔柴油机传热特性变化规律的研究对发动机热负荷控制策略制定、合理设计与优化冷却系统结构以及发动机高原环境适应性研究具有重要意义。为了解高原、高温环境密闭舱柴油机冷却系统传热特性及其影响因素和影响规律,以某两缸增压中冷柴油机为研究对象,采用GT-suite仿真软件建立了柴油机冷却系统一维仿真模型,同时开展了不同海拔下增压中冷柴油机外特性工况热平衡试验,分析了不同海拔(大气压力)对柴油机热流量分配的影响规律,并通过试验数据校验了一维仿真模型的准确性。利用该模型,改变其边界条件,研究了外特性工况下海拔高度、环境温度对柴油机冷却系统传热特性的影响规律。采用AVL-FIRE仿真软件,利用一维仿真获取的边界条件对柴油机冷却水套流场进行了三维数值仿真分析并对水套进行结构优化。研究结果表明:1)在0~2千米海拔高度区间,每升高1千米,冷却液散热量平均增加0.8k W(约1.83%);风扇质量流量、散热器对流传热系数、散热器散热量、散热器进出口温差、发动机进出水温差分别平均减小12.47%、13.30%、8.15%、8.88%、4.19%。2)当海拔高度为2千米时,环境温度在10~50℃区间,环境温度每升高10℃,散热器散热量、散热器对流传热系数、风扇质量流量分别平均下降16.5%、3.57%、3.64%;当环境温度超过40℃时,高转速高负荷工况下的发动机冷却系统散热能力不足,造成冷却液温度超过限值。3)优化前发动机冷却水套内冷却液流速低(平均流速低于0.5m/s),水套部分区域流场分布不合理,难以满足冷却要求。增加冷却水套入口流量后缸盖、缸体冷却强度显着提高。通过优化缸盖水套入水口和缸体缸盖水套连接水孔结构,消除了缸盖水套入口附近高压集中现象,避免了穴蚀的产生,同时使进气侧缸体水套上部流动性显着增强,流场分布更加合理,整个水套内冷却液流动均匀性得到明显改善。
郑尧[7](2020)在《特殊条件下航天低温推进剂加注过程流动传热特性研究》文中进行了进一步梳理高比冲、无污染的液氢液氧低温推进剂是未来我国大推力运载火箭的主要燃料,是我国“探索浩瀚宇宙,发展航天事业,建设航天强国”的重要能源保障。深入研究加注过程中低温推进剂的传热传质基础问题,有利于低温推进剂的安全、稳定、高效加注,更有利于我国实现大国航天梦。本文主要研究振动、微重力或超临界等特殊条件下低温推进剂加注过程中低温流体的流动传热问题,包括箭外加注过程中常重力条件下振动管路中低温推进剂的流动沸腾特性、在轨加注过程中微重力条件下低温推进剂的流动沸腾特性,以及箭内加注过程中增压气体超临界氦的自然对流传热特性。针对箭外加注过程,构建了振动、流动、传热相耦合的液氢流动沸腾模型,在使用Rensselaer Polytechnic Institute沸腾模型和VOF耦合Level-set方法描述管内液氢流动沸腾的基础上,以用户自定义函数的动网格形式引入简谐振动边界条件,分析讨论了流速、管路振幅与频率对管内液氢流动沸腾特性、压降特性以及流动状态的影响规律;针对在轨加注过程,建立了液氢气泡脱离模型和考虑气相温升的流动沸腾模型,从微观上单个气泡的脱离特性,宏观上流动沸腾传热特性、压降特性以及临界热流密度状态三个方面,深入分析了重力因素对液氢流动沸腾的影响规律,揭示了其对气泡脱离、流动沸腾传热和临界热流密度状态的作用机制;针对箭内加注过程,搭建低温超临界氦有限空间自然对流传热实验平台,分析了不同初始压力及加热功率下球腔内增压气体自然对流时的动态温度特性和压力特性,并采用经该实验验证的低温超临界氦自然对流模型,仿真研究了不同压力工况下球腔内低温超临界氦的自然对流传热特性。引入密度比作为自变量参数,提出了较高精度的低温超临界氦自然对流传热关联式。基于上述的研究,本文的主要结论如下:(1)振动条件下液氢管内流动沸腾状态发生巨大改变。管路振动明显增强了管壁与管内液氢之间的传热,使得管内压降出现剧烈波动,并且破坏了流动沸腾稳定的气液相界面;相对传热系数和压降呈现出与振动速度相对应的周期性波动,其值与相对速度大小呈正相关性,在低流速下振动所引起的传热增强更加明显。(2)微重力下液氢流动沸腾流态呈现出特殊规律使得传热恶化。微重力下,气泡脱离直径增大,同时低导热率的氢气气泡附着在加热壁面上抑制了传热,也降低了流阻;而在高流速下,惯性力成为气泡脱离的主要作用力,此时热流密度随重力加速度的变化很小;(3)重力加速度是影响临界热流密度状态产生条件及位置的重要因素。微重力下达到临界热流密度状态所需的壁面热流密度更小,临界热流密度点也向管路上游移动,同时临界热流密度点所对应的最大壁温显着提高;微重力下,临界热流密度点的温度随入口过冷度的增加而增加,而常重力下入口过冷度的改变几乎不影响临界热流密度点温度。(4)球腔内压力的提升有利于增强超临界氦自然对流强度与传热性能。对于超临界氦增压系统,提高球腔内初始压力可显着提高增压效率。同时,通过对有限空间内超临界氦自然对流传热特性的仿真研究,得出有限空间超临界氦自然对流传热强度与球腔内压力之间的正相关关系。最后,拟合修正得到的自然对流传热关联式,可更好的反映低温超临界氦有限空间内自然对流现象。本文对振动条件下液氢流动沸腾规律的研究,有助于提高航天低温推进剂加注品质,预防加注事故。微重力下液氢流动沸腾的研究,可为设计航天低温推进剂在轨加注系统及优化控制策略提供理论基础;研究获得的球腔内低温超临界氦自然对流传热特性及传热关联式,可为实现高效输出增压提供理论支撑。
王戎[8](2020)在《燃料电池汽车热泵空调与动力系统集成式热管理系统研究》文中进行了进一步梳理燃料电池汽车是一种能效高、节能无污染,噪声低的新能源汽车,是未来汽车发展的理想方向之一。但是,车载能源的有限性始终是制约新能源汽车发展关键因素,电动空调系统、电动制动和电动转向作为新能源汽车的辅助系统,消耗了整车的能量,尤其是电动空调系统由于无法利用发动机余热进行驾驶室制热,其能耗约占到了整车的33%,严重影响了新能源汽车的续航里程。且空调系统作为车辆行驶过程中必不可少的辅助系统,直接影响了驾驶和乘坐舒适性。现有的燃料电池汽车将驾驶室热管理、燃料电池热管理、动力电池热管理及电机热管理独立设置、分开管理,而并没有协调统一地进行集成式热管理,使得燃料电池汽车总体热管理能耗较高,部分热能不能实现再利用。因此,本文利用热泵空调高效节能的特点,以热泵空调系统为热循环核心,将整车的驾驶室温度控制、燃料电池系统温度控制、动力电池温度控制和电机温度控制等集成于一体,设计了一种集成式整车热管理系统。该系统结构简单,兼顾驾驶舒适性的同时,将各个系统热量统一管理。通过整车热量循环再利用,达到降低电动空调能耗,提高新能源汽车续航里程和能量利用效率的目的。通过对热泵空调原理及结构的分析,设计热泵空调与水暖PTC空调的能效对比试验,验证了热泵空调高能效的特点;通过对燃料电池系统和动力电池系统生热机理、传热机理及温度特性的分析,以及对电机电气系统的热分析,设计了一种基于热泵空调技术的整车集成式热管理系统,并匹配了相关参数;通过AMESim软件建立了空调系统、电池系统以及电机电气系统的热管理模型,完成了整体热管理系统建模;设计了基于逻辑门限值的整车控制策略和基于PID控制的电动压缩机和水泵转速控制策略,基于SFTP-SC03运行工况对热管理系统进行可行性与实用性仿真分析,分析结果表明,设计的热管理系统可以满足各个系统的温度控制,整车能耗下降6.1%,续航里程提高5.6%。最后分析利用电机余热的可行性,发现电机焦耳热流量较小,不足以满足驾驶室冬季的制热要求,可作为一种热量的补充。
蔡彦[9](2020)在《机织物接触冷暖感的建模研究》文中研究表明织物接触冷暖感是织物热舒适的重要评价指标,目前主要是以主客观实验测试的方式来进行评价。鉴于服装面料的特殊性,内部结构复杂,实验测试的方式相对局限性较大。因此,本课题针对实验测试的不足,对评价织物接触冷暖感的两类指标:织物热导率、Qmax值热流量大小进行模拟预测。为探究织物冷暖感,首先选取6种机织物面料进行实验测试。对织物厚度与织物内纱线热导率进行测试。并结合Qmax值得测试结果,得到Qmax受到织物厚度、内部纱线热导率、纱线交织规律等多种因素的影响。通过实验测试结果分析得到的结论较为局限,大都只能适用于实验测试对象间横向对比。针对织物等效热导率,通过对织物三维几何模型进行等效转化,将不规则的纱线转化为规则的几何形状。以织物组织循环为主体进行探究。对组织循环内部纱线交织规律进行分析,按规律进行分为6类:交织点纱线重叠区域,经(纬)纱交替穿越区域、经(纬)纱悬浮区域和孔隙区域。对各区域内纱线与空气的分布进行分析,结合复合材料等效热导率串并联模型,建立各区域等效热导率模型,并在此基础上建立织物整体等效热导率模型。运用已建立的模型对纱线高度、间距、宽度以及交织规律变化时热导率的变化规律进行预测分析。得到在其他条件均保持恒定时纱线高度与宽度增大,织物等效热导率会随之增大;而纱线间距增大则会使得织物等效热导率降低;而在其他条件均保持恒定,织物组织结构发生变化时,纱线悬浮区域体积占比越大,纱线等效热导率越小。针对Qmax值织物瞬态热流量这一参数,通过建立织物三维几何模型,并利用有限元软件对织物与皮肤接触时的状态进行模拟,得到温度与热流量的结果,结果显示已建立有限元仿真模型的计算结果与实验测试值误差在可控范围内,可用于表征织物接触冷暖感。运用已建立的模型对不同环境温度条件下、涂层处理条件下、嵌入高热导率纱线条件下热流量的大小进行模拟。结果显示:当人体皮肤与织物的温差变大时,热流量随温差变化的曲线较为平滑;当对织物进行高热导率涂层处理时,织物的凉感能得到改善,且涂层厚度也是影响涂层对织物改善效果的重要因素;当嵌入高热导率纱线时,能够很好的改善织物的凉感,随着高热导率纱线热导率的增大,热流量的增长趋势呈平缓趋势。
罗江波[10](2019)在《高性能硅转接板的系统设计及集成制造方法研究》文中研究说明随着物联网、智能终端、工业智能化的兴起,电子器件高密度集成、多功能化和低功耗的需求变得更加迫切。而近年来,芯片在平面上的尺寸缩小变得非常困难,三维封装集成为解决上述难题提供了一种新的技术路线,而基于TSV硅转接板的三维堆叠封装是一种公认的可行性较高的技术方案。TSV硅转接板可承载并连接多个同质或异质芯片,实现同类芯片的扩容或多种功能芯片的高密度集成。尽管硅转接板技术具有诸多优势,但截至目前的产业化应用推广情况并不顺利,制造工艺流程复杂、关键工艺不够成熟和制造成本高等不利因素可能等是制约转接板广泛应用的关键。为了解决上述问题,本论文提出了一种工艺流程深度简化的高性能硅转接板结构设计与集成制造方法,并结合存储扩容封装转接板的应用需求,完成了新型转接板的结构优化、工艺流程设计、单元技术开发、工艺整合、样品研制和性能测试,以及转接板热性能改良,主要研究内容及创新成果如下:首先,在系统总结转接板技术国内外最新进展的基础上,结合存储扩容转接板的技术要求,提出了一种大面积、高性能硅转接板整体设计方案,并采用有限元仿真,分析了一些常用设计参数对转接板性能的影响,研究了相关设计参数对转接板热-机械性能影响的规律,形成了关于转接板结构设计的一系列规则建议。具体内容包括:研究了TSV孔径、深宽比、倾斜角、间距及绝缘层厚度对TSV热应力的影响;研究了硅基底厚度、RDL厚度和介质材料对转接板翘曲的影响,并探讨了减小转接板翘曲的可行途径;研究了TSV数量、硅基厚度、RDL层厚度、介质材料及布线密度对转接板散热性能的影响;通过传输特征、串扰及眼图分析评估了存储扩容转接板设计的电性能。在上述研究结果的基础上,形成了目标转接板的初步设计方案。其次,针对上述设计方案,在对常规工艺体系流程方案系统研究的基础上,提出了一种硅通孔片双面图形化干膜屏蔽通孔填充的创新工艺路线。新工艺采用薄晶圆作为基体,先在基体硅片上刻蚀贯穿孔,双面金属化再双面干膜光刻胶图形化覆盖,露出通孔后双面电镀填充,使TSV铜柱与及第一层焊垫/布线同时成型,然后可以采用逐层掩膜电镀布线再填充PI的方式制备多层RDL。新工艺流程省去了铜覆盖去除、背面减薄、背面制备绝缘层、背面露铜、临时键合/解键合以及正面和背面制备第一层RDL/衬垫等工艺步骤,极大的简化了转接板的工艺步骤,缩短了工艺周期,且回避了容易导致绝缘缺陷的背面露铜工序,可以在提高制造效率的同时兼顾高性能和高可靠性。本文针对简化制程的关键单元工艺进行了深度开发,并通过反复试验完成了与已有技术的深度整合,形成了简化流程的成套工艺,并研制了优化设计的转接板样品。再次,对存储扩容转接板样品进行了关键特性测试,探讨了相关测试方法及测试设备,并对测试结果进行了分析,以考察新制备工艺的可行性,验证其相较于常规制造方法的优势。主要测试结果如下:TSV电镀工艺稳定,TSV良率达到了99.91%;TSV漏电流为2.05×10-14A,远小于目前报道上可见的普遍水平;经过200次温度循环后,转接板导电通路的平均电阻变化在1%以内,没有明显失效的产生;转接板上双层RDL布线全部导通,电阻测试值与理论误差在5%以内,符合存储扩容转接板的应技术要求。上述测试结果表明,简化制程制造的转接板不但达到预期设计要求,而且拥有优异的电性能。另外,通过对转接板等效热导率偏低问题的内在原因分析,开发了一种高热导率RDL介质,有望大幅度改善转接板的热/机械性能。该高热导介质为金刚石纳米颗粒/SiC晶须/PI复合材料,热导率为1.63 W/m·K,热膨胀系数为16.7 ppm/°C,相比于PI(热导率为0.19 W/m·K,热膨胀系数为55.6 ppm/°C),材料属性有了显着的优化。有限元仿真结果表明,改性PI复合介质RDL可以显着的降低转接板的热阻,降低转接板的热应力,减少转接板的翘曲。最后,将高导热性RDL技术整合到简化的高性能硅转接板工艺流程体系,形成了低成本、高性能硅转接板集成制造成套方法,并研制了相应的存储扩容转接板样品。热性能测试表明,集成了高导热性RDL后,转接板上最高温度由64°C降低为45.1°C,最大温差由46.6°C降低为26.8°C。通过上述研究,在综合了转接板的设计、制造及测试的基础上,本文建立了一套完整的硅转接板设计及集成制造新方法,实现了低成本、低TSV漏电流、高导热能力的硅转接板集成制造,一定程度上克服了阻碍转接板推广应用的主要障碍,为硅转接板在芯片三维封装中的广泛应用提供了新的技术支撑。
二、结构参数对硅热流量传感器热性能的影响(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、结构参数对硅热流量传感器热性能的影响(论文提纲范文)
(1)智能形变调温服装设计及舒适性测评研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景与课题意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 研究现状和前沿 |
1.2.1 智能可穿戴设备及智能服装 |
1.2.2 调温服装和材料分类及前沿 |
1.2.3 服装热湿舒适性测评方法 |
1.3 研究创新点 |
1.4 技术路线与研究方法 |
1.4.1 研究方法 |
1.4.2 技术路线 |
第2章 柔性气动结构设计与制备 |
2.1 引言 |
2.2 柔性气动结构的灵感来源 |
2.2.1 隔热性能灵感来源 |
2.2.2 形变结构灵感来源 |
2.3 柔性气动结构设计与制备 |
2.3.1 单向气动结构设计与制备 |
2.3.2 双向气动结构设计与制备 |
2.3.3 表面气动结构设计与制备 |
2.3.4 柔性支架气动结构设计与制备 |
2.3.5 柔性支架气动结构设计与制备 |
2.3.6 气动形变结构的参数化设计 |
2.4 柔性气动结构的制造参数 |
2.4.1 气动结构材料的选择 |
2.4.2 镂空孔洞间距及排列方式 |
2.4.3 硅胶层黏结时间测定 |
2.4.4 硅胶浇注工具开发 |
2.4.5 中间层材料的选择 |
2.4.6 大规模制造潜力分析 |
2.5 本章小结 |
第3章 充气调温材料基础性能与表征 |
3.1 引言 |
3.2 实验设计 |
3.2.1 实验样本设计 |
3.2.2 基本性能测试实验方案 |
3.2.3 手感舒适性测试实验方案 |
3.2.4 保形性测试实验方案 |
3.2.5 耐用性测试实验方案 |
3.3 结果与分析 |
3.3.1 充气调温材料厚度变化率分析 |
3.3.2 充气调温材料透湿率分析 |
3.3.3 充气调温材料回潮率分析 |
3.3.4 充气调温材料抗弯刚度分析 |
3.3.5 充气调温材料手感舒适性分析 |
3.3.6 充气调温材料保形性分析 |
3.3.7 充气调温材料耐用性分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 充气调温材料及服装热湿舒适性测评 |
4.1 引言 |
4.2 实验设计 |
4.2.1 出汗热护式热板仪实验方案 |
4.2.2 出汗暖体假人测试实验方案 |
4.2.3 充气调温能力测试实验方案 |
4.2.4 红外线透过率实验方案 |
4.3 结果与分析 |
4.3.1 充气对调温材料隔热性能的影响 |
4.3.2 充气对调温材料透湿性能的影响 |
4.3.3 充气对调温材料蒸发传热效率的影响 |
4.3.4 充气调温服装热湿舒适性对比分析 |
4.3.5 调温材料调温能力与节能潜力分析 |
4.3.6 充气调温材料反光隔热性能分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 智能充气系统设计与开发 |
5.1 引言 |
5.2 智能充气系统的理论基础 |
5.2.1 服装隔热性、工作强度与新陈代谢的关系 |
5.2.2 充气调温服装充气量与隔热性能的关系 |
5.2.3 智能充气系统充气时间与环境温度的关系 |
5.3 智能充气系统的设计与测试 |
5.3.1 智能充气系统程序流程 |
5.3.2 智能充气系统程序主要组件 |
5.3.3 智能充气系统电路介绍 |
5.3.4 智能充气系统的实际应用 |
5.4 本章小结 |
第6章 结论和展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 研究展望 |
参考文献 |
附录 |
附录1 出汗暖体假人测试结果 |
附录2 智能充气系统程序源代码 |
附件3 智能充气系统主板参数 |
攻读学位期间学术科研情况 |
致谢 |
(2)带恒温控制与自校正功能的硅铝异质结构压力传感器测量系统研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 MEMS压阻式压力传感器国内外发展现状 |
1.3 压力传感器补偿技术发展现状 |
1.3.1 温度漂移补偿技术发展现状 |
1.3.2 时间漂移补偿技术发展现状 |
1.4 本课题研究内容与章节安排 |
第二章 MEMS硅铝异质结构压力传感器理论分析与结构设计 |
2.1 MEMS压阻式压力传感器工作原理 |
2.1.1 传统硅基压阻传感器工作原理 |
2.1.2 硅铝异质结构传感机理 |
2.2 压力传感器基本特性 |
2.3 硅铝异质结构压力传感器结构设计 |
2.3.1 传感器器件层设计 |
2.3.2 传感器应变薄膜与硅杯设计 |
2.4 硅铝异质结构压力传感器有限元分析 |
2.4.1 传感器结构建模 |
2.4.2 应力分析 |
2.4.3 信噪比与灵敏度分析 |
2.4.4 温度分析 |
2.5 本章小结 |
第三章 MEMS硅铝异质结构压力传感器制造工艺与封装设计 |
3.1 掩膜版图设计 |
3.2 硅铝异质结构压力传感器制造流程 |
3.2.1 传感器工艺流程 |
3.2.2 测试结构分析 |
3.3 传感器恒温封装设计与验证 |
3.3.1 恒温封装结构设计 |
3.3.2 恒温封装温度场仿真 |
3.4 本章小结 |
第四章 硅铝异质结构压力传感器测量系统硬件设计 |
4.1 测量系统硬件整体设计方案 |
4.2 模拟电路设计 |
4.2.1 模拟电源 |
4.2.2 传感器信号调理电路 |
4.2.3 信号采集电路 |
4.3 隔离电路设计 |
4.4 数字电路设计 |
4.4.1 数字电源 |
4.4.2 MCU最小系统 |
4.4.3 通信电路 |
4.5 恒温控制系统驱动电路设计 |
4.5.1 温度传感器电路 |
4.5.2 恒温控制系统电源 |
4.5.3 加热驱动电路 |
4.6 自校正功能电路设计 |
4.7 PCB layout设计 |
4.8 本章小结 |
第五章 硅铝异质结构压力传感器测量系统软件设计 |
5.1 测量系统总体软件设计方案 |
5.2 传感器数据采集电路驱动设计 |
5.3 恒温控制系统软件算法设计 |
5.3.1 环境温度传感器的读取接口设计 |
5.3.2 自适应优化目标值的PID算法 |
5.3.3 恒温控制算法软件设计 |
5.4 传感器自校正算法设计 |
5.4.1 可编程电流源电路驱动设计 |
5.4.2 自校正算法软件设计 |
5.5 数据通信模块软件设计 |
5.5.1 测量系统通信模块驱动设计 |
5.5.2 嵌入式上位机开发平台搭建 |
5.5.3 嵌入式端上位机GUI界面设计 |
5.6 本章小结 |
第六章 传感器测试平台搭建及结果分析 |
6.1 测试平台搭建 |
6.2 硅铝异质结构压力传感器特性测试 |
6.2.1 传感器静态特性测试 |
6.2.2 传感器温度特性测试 |
6.2.3 传感器动态特性测试 |
6.3 传感器温度补偿测试 |
6.3.1 恒温控制系统特性测试 |
6.3.2 传感器恒温控制下的输出特性 |
6.4 传感器时漂补偿测试 |
6.4.1 传感器时漂特性测试 |
6.4.2 自校正功能测试 |
6.5 测试结果对比与分析 |
6.6 本章小结 |
第七章 总结与展望 |
7.1 总结 |
7.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(3)微通道除湿换热器热湿传递强化研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
符号说明 |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 建筑能源消耗分析 |
1.1.2 干燥剂应用的意义和背景 |
1.2 除湿换热器国内外研究进展 |
1.2.1 固体干燥剂除湿方式 |
1.2.2 除湿换热器涂层干燥剂 |
1.2.3 除湿换热器数学模型 |
1.2.4 基于除湿换热器的除湿空调 |
1.2.5 研究现状总结及分析 |
1.3 本文研究内容 |
第2章 除湿换热器干燥剂金属涂层制备及性能 |
2.1 涂层工艺的选择 |
2.2 静电喷涂仪器及方法 |
2.3 静电喷涂条件对涂层的影响 |
2.3.1 静电压对涂层的影响 |
2.3.2 出粉量对涂层的影响 |
2.3.3 固化温度对涂层的影响 |
2.3.4 固化时间对涂层的影响 |
2.4 碳基体复合干燥剂制备 |
2.5 复合干燥剂特性研究 |
2.5.1 干燥剂SEM分析 |
2.5.2 干燥剂比表面积和孔隙 |
2.5.3 干燥剂导热系数和热扩散系数 |
2.5.4 干燥剂吸附动力学 |
2.5.5 干燥剂等温吸附线测试 |
2.6 本章小结 |
第3章 微通道除湿换热器结构尺寸与运行条件优化 |
3.1 微通道除湿换热器参数计算 |
3.1.1 传热系数 |
3.1.2 翅片效率 |
3.1.3 水分传递系数 |
3.1.4 验证 |
3.2 微通道结构对传热系数的影响 |
3.3 微通道结构对水分传递系数的影响 |
3.4 微通道除湿换热器运行条件优化 |
3.4.1 微通道除湿换热器的制备 |
3.4.2 性能测试实验系统 |
3.4.3 性能指标 |
3.4.4 不同太阳辐照度下的再生温度 |
3.4.5 微通道除湿换热器的动态分析 |
3.4.6 除湿性能影响因素 |
3.5 微通道除湿换热器数学模型 |
3.5.1 几何分析 |
3.5.2 控制方程 |
3.5.3 边界条件 |
3.5.4 压降公式 |
3.5.5 验证 |
3.5.6 性能指标 |
3.6 微通道结构对除湿换热器性能影响 |
3.6.1 扁管间距对除湿性能影响 |
3.6.2 翅片间距对除湿性能影响 |
3.6.3 翅片厚度对除湿性能影响 |
3.6.4 干燥剂厚度对除湿性能影响 |
3.7 不同干燥剂涂层的除湿换热器除湿性能 |
3.8 本章小结 |
第4章 采用微通道换热器除湿的蒸发冷却空调性能研究 |
4.1 基于微通道除湿换热器的蒸发冷却空调系统 |
4.1.1 蒸发冷却性能理论计算 |
4.1.2 系统描述 |
4.1.3 系统工作模式及空气热力学过程 |
4.2 空调系统性能分析 |
4.2.1 性能指标 |
4.2.2 蒸发制冷性能 |
4.2.3 除湿换热器的动态分析 |
4.2.4 系统制冷性能 |
4.3 本章小结 |
第5章 总结与展望 |
5.1 工作总结与主要创新点 |
5.2 研究展望 |
参考文献 |
硕士期间主要成果 |
致谢 |
(4)面向非稳态热源的储热式有机朗肯循环基础问题研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1.绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 有机朗肯循环研究现状 |
1.2.1 稳态热源条件下有机朗肯循环研究现状 |
1.2.2 非稳态热源条件下有机朗肯循环系统研究现状 |
1.2.3 非稳态热源条件下ORC存在的问题小结及对策 |
1.3 储热式有机朗肯循环研究现状 |
1.3.1 相变储热技术概述 |
1.3.2 非稳态热源条件下相变储热换热器储热过程研究现状 |
1.3.3 相变储热换热器强化传热研究现状 |
1.3.4 相变储热技术在有机朗肯循环系统中的应用研究现状 |
1.4 非稳态热源条件下储热式ORC目前存在的问题 |
1.5 本文研究目标及主要工作内容 |
2.非稳态热源条件下基础ORC的适应性研究 |
2.1 引言 |
2.2 基础ORC热力学模型 |
2.3 基础ORC动态仿真模型及验证 |
2.3.1 蒸发器和冷凝器模型 |
2.3.2 工质泵和膨胀机 |
2.3.3 动态仿真模型验证 |
2.3.4 非稳态热源的数学化表达 |
2.4 基础ORC阶跃变工况动态特性研究 |
2.4.1 热源温度和流量的影响 |
2.4.2 蒸发器结构和材料参数的影响 |
2.5 基础ORC循环变工况运行特性研究 |
2.6 基础ORC安全运行快速评判方法研究 |
2.7 本章小结 |
3.非稳态热源条件下相变储热换热器的储热过程研究 |
3.1 引言 |
3.2 管壳式相变储热换热器仿真模型及验证 |
3.2.1 管壳式储热换热器数学模型 |
3.2.2 模型验证 |
3.3 非稳态热源波动特性对储热换热器的储热过程研究 |
3.3.1 热源周期对储热过程的影响 |
3.3.2 热源振幅对储热过程的影响 |
3.3.3 热源周期和振幅的综合影响分析 |
3.4 相变材料热导率和热源换热系数对储热过程的影响 |
3.4.1 相变材料热导率的影响 |
3.4.2 热源对流传热系数的影响 |
3.5 储热换热器的强化传热研究 |
3.5.1 相变储热换热器结构方案预选研究 |
3.5.2 肋片结构参数对削弱热源波动幅度的影响研究 |
3.6 本章小结 |
4.储热式有机朗肯循环动态性能仿真研究 |
4.1 引言 |
4.2 储热式ORC系统动态性能仿真模型 |
4.3 储热式ORC阶跃变工况动态特性研究 |
4.3.1 相变材料热导率的影响 |
4.3.2 相变材料熔点的影响 |
4.4 储热式ORC系统循环变工况运行特性 |
4.4.1 PCM热物性参数的影响分析 |
4.4.2 储热式ORC和基础ORC安全极限对比研究 |
4.5 本章小结 |
5.储热式有机朗肯循环试验研究 |
5.1 引言 |
5.2 有机朗肯循环试验系统设计和搭建 |
5.2.1 试验系统介绍 |
5.2.2 试验系统关键部分介绍 |
5.3 储热式ORC稳态工况下性能实验研究 |
5.3.1 储热式ORC热力学模型 |
5.3.2 稳态工况实验结果分析 |
5.4 有机朗肯循环阶跃变工况实验研究 |
5.4.1 储热式ORC阶跃变工况实验研究 |
5.4.2 传统基础ORC阶跃变工况实验研究 |
5.5 储热式ORC循环变工况实验研究 |
5.5.1 储热式ORC循环变工况实验研究 |
5.5.2 基础ORC循环变工况实验研究 |
5.6 本章小结 |
6.不同储热式ORC系统方案设计及性能探索研究 |
6.1 引言 |
6.2 相变材料梯级布置的储热式ORC系统研究 |
6.2.1 系统工作原理介绍 |
6.2.2 不同梯级LTES布置方案的储热式ORC性能对比 |
6.2.3 相变材料熔点设置对梯级储热式ORC性能影响研究 |
6.3 直接蒸发储热式ORC系统研究 |
6.3.1 系统工作原理及动态仿真模型 |
6.3.2 相变材料选择 |
6.3.3 直接蒸发储热式ORC系统配置方案研究 |
6.4 本章小结 |
7.全文总结及展望 |
7.1 工作总结 |
7.2 本文创新点 |
7.3 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历 |
教育经历 |
攻读博士学位期间参与的科研项目 |
攻读博士学位期间取得的科研成果 |
(5)女性生理周期智能监护针织品设计及其热舒适性研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 女性生理周期监测护理的研究现状 |
1.2.1 生理周期及其生理不适症状 |
1.2.2 生理周期监测的研究现状 |
1.2.3 生理不适护理的研究现状 |
1.2.4 小结 |
1.3 电加热针织品的研究现状 |
1.3.1 电加热针织品的构成 |
1.3.2 电加热针织品的设计模式 |
1.3.3 电加热针织品性能的影响因素 |
1.4 研究意义 |
1.5 研究内容与技术路线 |
2 女性生理周期智能监护针织品设计 |
2.1 设计原则与要素 |
2.2 调研方案 |
2.2.1 问卷设计 |
2.2.2 调研及结果分析 |
2.3 功能设计 |
2.3.1 基础体温监测功能 |
2.3.2 加热功能 |
2.3.3 温度智能调节功能 |
2.4 款式设计 |
2.5 加热型织物复合原理 |
2.6 本章小结 |
3 研究方案与实验设计 |
3.1 镀银纱线电热性能研究 |
3.1.1 实验样品 |
3.1.2 电阻测试 |
3.1.3 最大负载电流测试 |
3.1.4 表面温度测试 |
3.2 针织加热织物电热性能研究 |
3.2.1 织物基础物理性能测试 |
3.2.2 电阻测试 |
3.2.3 表面温度测试 |
3.3 加热型三层复合织物热湿舒适性研究 |
3.3.1 单层织物基础热湿性能测试 |
3.3.2 加热型三层复合织物热湿传递性能测试 |
3.4 女性生理周期智能监护针织品功能评价及热舒适性研究 |
3.4.1 暖体假人实验 |
3.4.2 人体着装生理实验 |
3.5 数据统计与分析方法 |
4 镀银纱线及其针织加热织物电热性能研究 |
4.1 镀银纱线电热稳定性研究 |
4.1.1 电阻 |
4.1.2 最大负载电流 |
4.2 镀银纱线发热性能研究 |
4.3 针织加热织物的织造 |
4.3.1 织造方案 |
4.3.2 基本物理属性 |
4.4 针织加热织物电热稳定性研究 |
4.5 针织加热织物发热性能研究 |
4.5.1 通电后织物表面温度变化情况 |
4.5.2 平衡温度与电压的关系 |
4.5.3 平衡温度与功率的关系 |
4.6 本章小结 |
5 加热型三层复合织物热湿传递性能研究 |
5.1 各层织物的选择依据 |
5.2 单层织物热湿性能研究 |
5.2.1 织物基本物理属性 |
5.2.2 透气性 |
5.2.3 透湿性 |
5.2.4 导热性 |
5.3 加热型三层复合织物热湿传递性能研究 |
5.3.1 织物组合方案 |
5.3.2 热湿传递过程分析 |
5.3.3 温湿度指标统计分析 |
5.3.4 亲肤层织物对组合织物热湿传递的影响 |
5.3.5 加热层织物对组合织物热湿传递的影响 |
5.3.6 保暖防护层织物对组合织物热湿传递的影响 |
5.4 本章小结 |
6 女性生理周期智能监护针织品研发及其性能研究 |
6.1 女性生理周期智能监护针织品研发 |
6.1.1 材料选用 |
6.1.2 结构设计 |
6.1.3 基础体温监测功能的实现 |
6.1.4 智能温控系统与电路集成 |
6.1.5 成品制作 |
6.2 基础体温监测功能评价 |
6.3 加热性能及热舒适性能对比研究 |
6.3.1 参照样品的选择 |
6.3.2 热阻对比分析 |
6.3.3 加热后皮肤温度和纺织品外表面温度对比分析 |
6.3.4 着装时人体姿态对皮肤温度的影响对比分析 |
6.3.5 着装时人体姿态和加热时间对主观评价的影响对比分析 |
6.3.6 皮肤温度与热感觉、热舒适感主观评价之间的关系 |
6.4 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 研究结论 |
7.2 不足与展望 |
参考文献 |
附录一:调研问卷 |
附录二:热湿传递实验各指标原始数据 |
硕士期间发表的学术成果 |
致谢 |
(6)非道路高压共轨柴油机传热特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 发动机及其冷却系统传热特性研究发展历程 |
1.2.1 关键零部件的研究与设计开发 |
1.2.2 冷却系统智能化设计 |
1.2.3 试验研究 |
1.2.4 仿真研究 |
1.3 论文主要研究内容 |
1.4 论文研究技术路线 |
第二章 冷却系统流动与传热基本理论 |
2.1 计算流体动力学基本控制方程 |
2.1.1 质量守恒方程 |
2.1.2 动量守恒方程 |
2.1.3 能量守恒方程 |
2.1.4 湍流模型控制方程 |
2.2 控制方程离散化方法 |
2.2.1 有限差分法——点近似 |
2.2.2 有限元法——函数逼近 |
2.2.3 有限体积法——控制体内的平均近似 |
2.3 柴油机传热基本理论 |
2.3.1 热传导 |
2.3.2 热对流 |
第三章 不同海拔柴油机热平衡试验研究 |
3.1 热平衡试验理论基础 |
3.2 试验方案 |
3.3 热平衡试验所需参量及精度要求分析 |
3.4 试验台架搭建 |
3.4.1 试验机型 |
3.4.2 试验测试设备 |
3.4.3 传感器介绍与选型 |
3.4.4 数据采集系统选择 |
3.4.5 试验测点布置 |
3.4.6 热平衡试验方法 |
3.5 试验结果分析 |
3.5.1 海拔高度对有效功率的影响 |
3.5.2 海拔高度对冷却液散热量的影响 |
3.5.3 海拔高度对排气散热量的影响 |
3.6 本章小结 |
第四章 柴油机冷却系统一维仿真模型建立及分析 |
4.1 冷却系统工作原理及组成 |
4.2 冷却系统仿真计算原理 |
4.2.1 换热器仿真计算原理 |
4.2.2 水泵仿真计算原理 |
4.2.3 风扇仿真计算原理 |
4.3 高原环境下冷却系统主要特性参数修正 |
4.3.1 不同海拔大气压力修正 |
4.3.2 散热器换热系数修正 |
4.3.3 风扇特性参数修正 |
4.4 柴油机冷却系统一维仿真模型建立 |
4.4.1 一维仿真模型建立 |
4.4.2 柴油机密闭舱准三维模型建立 |
4.5 柴油机冷却系统一维仿真模型校验 |
4.6 柴油机冷却系统一维仿真分析 |
4.6.1 海拔高度对柴油机冷却系统性能影响分析 |
4.6.2 环境温度对柴油机冷却系统性能影响分析 |
4.6.3 密闭舱柴油机换热器空气流动与传热特性分析 |
4.7 本章小结 |
第五章 柴油机冷却水套内流动与传热三维仿真分析 |
5.1 柴油机冷却水套CFD计算方案及流程概述 |
5.2 冷却水套几何模型的建立与简化 |
5.3 网格划分 |
5.4 边界条件和初始条件的设定 |
5.5 求解器设定 |
5.6 冷却水套设计要求 |
5.7 计算结果分析 |
5.7.1 冷却水套速度场分析 |
5.7.2 冷却水套温度场分析 |
5.7.3 冷却水套换热系数分析 |
5.7.4 冷却水套压力场分析 |
5.8 冷却水套优化方案及优化结果对比分析 |
5.8.1 冷却水套性能参数优化方案 |
5.8.2 冷却水套性能参数优化结果对比分析 |
5.8.3 冷却水套结构优化方案 |
5.8.4 冷却水套结构优化结果对比分析 |
5.9 本章小结 |
第六章 论文工作总结与展望 |
6.1 论文工作总结 |
6.2 工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 A 攻读学位期间发表论文 |
(7)特殊条件下航天低温推进剂加注过程流动传热特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
符号表 |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 本文主要工作 |
2 液氢在振动管路中流动沸腾特性研究 |
2.1 液氢在振动管路中流动沸腾现象物理过程描述 |
2.2 液氢在振动管路中流动沸腾的数值计算方法 |
2.3 液氢在振动管路中流动沸腾传热特性 |
2.4 液氢在振动管路中流动沸腾压降特性 |
2.5 液氢在振动管路中流动沸腾流态变化 |
2.6 本章小结 |
3 微重力下液氢管内流动沸腾特性研究 |
3.1 微重力下液氢管内流动沸腾过程物理数学模型 |
3.2 微重力下液氢流动沸腾气泡脱离特性 |
3.3 微重力下液氢流动沸腾传热特性 |
3.4 微重力下液氢流动沸腾临界热流密度状态特性 |
3.5 本章小结 |
4 低温超临界氦有限空间自然对流动态特性实验研究 |
4.1 低温超临界氦有限空间自然对流实验平台 |
4.2 实验工况及实验方法 |
4.3 低温超临界氦有限空间自然对流温度动态特性 |
4.4 低温超临界氦有限空间自然对流压力特性 |
4.5 本章小结 |
5 低温超临界氦有限空间自然对流特性研究 |
5.1 超临界氦的热物性及其在有限空间内自然对流的物理模型 |
5.2 低温超临界氦有限空间自然对流数值计算方法 |
5.3 充气压力对低温超临界氦有限空间自然对流的影响 |
5.4 热源结构参数对低温超临界氦自然对流的影响 |
5.5 低温超临界氦有限空间自然对流传热关联式 |
5.6 本章小结 |
6 总结与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 本文创新点 |
6.3 后续工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录1 攻读博士学位期间的科研成果 |
附录2 攻读博士期间主持和主要参与的科研项目 |
(8)燃料电池汽车热泵空调与动力系统集成式热管理系统研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 集成式热管理系统应用现状 |
1.3 燃料电池汽车热管理技术研究现状 |
1.3.1 汽车热泵空调技术研究现状 |
1.3.2 燃料电池热管理技术研究现状 |
1.3.3 动力电池热管理技术研究现状 |
1.3.4 永磁同步电机冷却技术研究现状 |
1.3.5 集成式热管理技术研究现状 |
1.4 主要研究内容 |
1.5 课题来源 |
第二章 热泵空调系统原理及性能分析 |
2.1 热泵空调系统循环原理 |
2.1.1 逆卡诺循环 |
2.1.2 热泵循环 |
2.2 热泵空调系统工作原理 |
2.2.1 热泵空调系统组成及原理 |
2.2.2 热泵空调系统热力学分析 |
2.3 热泵空调系统性能分析 |
2.3.1 热泵空调试验及设备简介 |
2.3.2 制热试验数据采集 |
2.3.3 试验数据分析 |
2.4 本章小结 |
第三章 集成式热管理方案设计 |
3.1 燃料电池系统热性能分析 |
3.1.1 燃料电池系统热量来源 |
3.1.2 燃料电池系统传热特性 |
3.1.3 燃料电池热管理系统设计 |
3.2 动力电池系统热性能分析 |
3.2.1 磷酸铁锂电池的温度特性 |
3.2.2 磷酸铁锂电池的生热机理 |
3.2.3 磷酸铁锂电池的传热特性 |
3.2.4 动力电池热管理系统设计 |
3.3 电机电气系统热性能分析 |
3.4 集成式热管理系统方案设计 |
3.4.1 集成式热管理系统方案设计 |
3.4.2 集成式热管理系统工作模式 |
3.5 本章小结 |
第四章 集成式热管理系统匹配计算与建模分析 |
4.1 热泵空调系统匹配计算与建模 |
4.1.1 驾驶室热平衡计算 |
4.1.2 热泵空调热力学计算 |
4.1.3 热泵空调建模 |
4.2 燃料电池系统匹配计算与建模 |
4.2.1 燃料电池系统匹配计算 |
4.2.2 燃料电池系统模型 |
4.2.3 燃料电池系统热负荷计算 |
4.3 动力电池组匹配计算与建模 |
4.3.1 动力电池组匹配计算 |
4.3.2 动力电池模型 |
4.3.3 动力电池热负荷计算 |
4.4 电机电气系统建模 |
4.4.1 电机模型 |
4.4.2 电气及控制建模 |
4.4.3 电机散热器模型 |
4.5 本章小结 |
第五章 整车热管理性能仿真分析 |
5.1 集成式热管理系统的控制策略 |
5.1.1 整车逻辑门限值控制策略 |
5.1.2 热泵空调系统PID控制策略 |
5.1.3 电池组系统PID控制策略 |
5.1.4 电机回路PID控制策略 |
5.2 驾驶室热管理性能分析 |
5.2.1 制冷工况分析 |
5.2.2 制热工况分析 |
5.2.3 不同热源下制热能耗分析 |
5.3 电池系统热管理性能分析 |
5.3.1 燃料电池系统预热性能分析 |
5.3.2 燃料电池系统散热性能分析 |
5.3.3 动力电池系统预热性能分析 |
5.3.4 动力电池系统散热性能分析 |
5.4 电机余热可利用性分析 |
5.5 本章小结 |
第六章 工作总结及展望 |
6.1 工作总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的科研成果 |
致谢 |
(9)机织物接触冷暖感的建模研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究的目的和意义 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 织物接触冷暖感研究现状 |
1.3.2 织物导热性能研究现状 |
1.3.3 织物仿真模拟研究现状 |
1.4 存在的不足 |
1.5 主要研究内容 |
1.6 创新点 |
第二章 面料传热性能实验测试 |
2.1 引言 |
2.2 织物内部纱线热导率测试 |
2.2.1 实验设备 |
2.2.2 实验测试 |
2.2.3 测试结果分析 |
2.3 织物最大瞬态热流量测试 |
2.3.1 实验设备 |
2.3.2 实验测试 |
2.3.3 测试结果分析 |
2.4 本章小结 |
第三章 建立织物几何模型 |
3.1 引言 |
3.2 织物微观几何参数获取 |
3.3 织物模型建立 |
3.4 织物微观模型等效转化 |
3.5 本章小结 |
第四章 织物等效热导率模型推导 |
4.1 引言 |
4.2 纱线等效热导率模型 |
4.3 织物组织循环内单元划分 |
4.4 各区域等效热导率模型 |
4.4.1 交织点纱线重叠区域 |
4.4.2 纱线悬浮区域 |
4.4.3 纱线交替穿越区域 |
4.5 织物等效热导率模型 |
4.6 模型预测分析 |
4.6.1 纱线高度对等效热导率的影响 |
4.6.2 纱线间距对等效热导率的影响 |
4.6.3 纱线宽度对等效热导率的影响 |
4.6.4 织物交织规律对等效热导率的影响 |
4.7 实验验证 |
4.8 本章小结 |
第五章 织物接触冷暖感有限元模拟 |
5.1 有限元软件简介 |
5.2 织物仿真模拟 |
5.2.1 模型导入 |
5.2.2 设置材料属性 |
5.2.3 网格划分与边界条件 |
5.2.4 求解与结果分析 |
5.3 不同环境温度条件下对热流量的影响 |
5.4 涂层处理条件下对热流量的影响 |
5.5 嵌入高导热率纱线对热流量的影响 |
5.6 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 不足与展望 |
参考文献 |
发表的论文 |
致谢 |
(10)高性能硅转接板的系统设计及集成制造方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 TSV三维封装技术概述 |
1.1.1 TSV三维封装技术的发展及现状 |
1.1.2 TSV三维封装技术的分类及优缺点比较 |
1.2 转接板技术概述 |
1.2.1 转接板的典型结构 |
1.2.2 硅转接板/玻璃转接板/有机转接板 |
1.2.3 硅转接板的应用 |
1.3 硅转接板技术面临的挑战 |
1.4 转接板集成方法及制备工艺的研究现状 |
1.5 本文的研究意义及主要内容 |
参考文献 |
第二章 硅转接板的系统设计 |
2.1 硅转接板设计的性能要求及设计参数 |
2.2 TSV热应力分析 |
2.2.1 TSV单孔的热应力 |
2.2.2 TSV孔径和深宽比对热应力的影响 |
2.2.3 绝缘层厚度对TSV热应力的影响 |
2.2.4 TSV孔形状对热应力的影响 |
2.2.5 TSV阵列的热应力 |
2.3 转接板翘曲分析 |
2.3.1 RDL层厚度对翘曲的影响 |
2.3.2 硅基底厚度对翘曲的影响 |
2.3.3 减小转接板翘曲的方法 |
2.4 转接板散热性能分析 |
2.4.1 转接板散热有限元模型 |
2.4.2 TSV数量及硅基底厚度对转接板热阻的影响 |
2.4.3 RDL层对转接板热阻的影响 |
2.5 信号完整性分析 |
2.5.1 传输特性及串扰 |
2.5.2 眼图仿真分析 |
2.6 制备工艺对设计的限制 |
2.7 本章小结 |
参考文献 |
第三章 硅转接板制备工艺 |
3.1 常规的硅转接板制备工艺流程 |
3.2 薄晶圆通孔电镀TSV的转接板制备工艺 |
3.3 关键工艺的研究 |
3.3.1 通孔刻蚀工艺 |
3.3.2 双面干膜通孔电镀工艺 |
3.3.3 转接板高密度布线工艺 |
3.4 与常规工艺相比的优势 |
3.4.1 工艺步骤的简化 |
3.4.2 工艺成本对比分析 |
3.4.3 TSV绝缘性能分析 |
3.5 存储扩容转接板的制备及样品 |
3.6 本章小结 |
参考文献 |
第四章 转接板性能测试及结果分析 |
4.1 转接板可靠性测试 |
4.1.1 菊花链结构测试 |
4.1.2 TSV漏电流测试 |
4.1.3 RDL介质层漏电流测试 |
4.1.4 温度循环测试 |
4.1.5 工艺兼容性测试 |
4.2 转接板等效热机械性能测试 |
4.2.1 等效热导率测试 |
4.2.2 等效热膨胀系数测试 |
4.2.3 等效弹性模量与弯曲强度测试 |
4.3 转接板电性能测试 |
4.3.1 电气连接通断测试 |
4.3.2 RDL导线电阻率测试 |
4.4 本章小结 |
参考文献 |
第五章 转接板高导热性RDL的集成 |
5.1 RDL层间介质材料概述 |
5.2 改性复合介质材料的制备 |
5.2.1 高热导率的聚合物基复合材料 |
5.2.2 基体与增强相的选择 |
5.2.3 SiC晶须和金刚石纳米颗粒改性PI复合材料的制备工艺 |
5.3 改性PI复合介质材料性能的测试及组分比例选择 |
5.3.1 改性PI复合介质材料的热导率 |
5.3.2 改性PI复合介质材料的热膨胀系数 |
5.3.3 改性PI复合介质材料组分比例的选择及其它相关性能测试 |
5.4 改性PI复合介质RDL对转接板热性能影响的仿真分析 |
5.5 高导热性RDL存储扩容转接板 |
5.5.1 高导热性RDL存储扩容转接板的制造 |
5.5.2 高导热性RDL存储扩容转接板的热性能测试 |
5.6 本章小结 |
参考文献 |
第六章 总结与展望 |
6.1 本文主要研究内容和重要结论 |
6.2 本文主要创新点 |
6.3 研究展望 |
致谢 |
攻读博士学位期间发表的学术论文 |
四、结构参数对硅热流量传感器热性能的影响(论文参考文献)
- [1]智能形变调温服装设计及舒适性测评研究[D]. 崔彦. 东华大学, 2021(01)
- [2]带恒温控制与自校正功能的硅铝异质结构压力传感器测量系统研究[D]. 谢晓璐. 南京信息工程大学, 2021(01)
- [3]微通道除湿换热器热湿传递强化研究[D]. 王聪. 云南师范大学, 2021(08)
- [4]面向非稳态热源的储热式有机朗肯循环基础问题研究[D]. 李智. 浙江大学, 2021(01)
- [5]女性生理周期智能监护针织品设计及其热舒适性研究[D]. 时应娜. 东华大学, 2021(01)
- [6]非道路高压共轨柴油机传热特性研究[D]. 于跃. 昆明理工大学, 2020(04)
- [7]特殊条件下航天低温推进剂加注过程流动传热特性研究[D]. 郑尧. 华中科技大学, 2020(01)
- [8]燃料电池汽车热泵空调与动力系统集成式热管理系统研究[D]. 王戎. 太原理工大学, 2020(07)
- [9]机织物接触冷暖感的建模研究[D]. 蔡彦. 浙江理工大学, 2020(02)
- [10]高性能硅转接板的系统设计及集成制造方法研究[D]. 罗江波. 上海交通大学, 2019(06)