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题名方腔内正十八烷相变材料凝固放热特性试验研究
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作者
曹世豪
赵锡佳
王方全
喻贤磊
杨荣山
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机构
河南工业大学土木工程学院
河南省粮油仓储建筑与安全重点实验室
西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室
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出处
《材料导报》
北大核心
2025年第9期259-263,F0003,共6页
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基金
国家自然科学基金(52272442,51908197)
河南省科技攻关项目(242102240026)
河南省粮油仓储建筑与安全重点实验室开放课题(2024KF08)。
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文摘
针对方腔内正十八烷相变材料的凝固放热特性问题开展研究。首先测试液相密度、动力黏度等与温度的关系,完善热物理参数。随后设计出正十八烷的凝固放热性能综合试验,测得温度时空分布特征以及凝固边界演化规律。建立流-固-热三场耦合计算模型,分析液相自然对流的影响。结果表明,液相密度与温度呈线性减小关系,动力黏度与温度呈二次多项式减小关系,而热膨胀系数介于9.03×10^(-4)~9.55×10^(-4)℃^(-1)。在低温环境下,方腔内正十八烷的凝固边界呈现对称状向中心点蔓延,整个凝固放热过程可分为四个阶段,其中前两个阶段储能释放量占比达到97.1%,而液相自然对流传热仅对第一阶段有微弱的影响。此外,正十八烷的凝固放热效率与冷却温度呈四次多项式关系,其中15℃为最优冷却温度。
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关键词
相变材料
正十八烷
凝固边界
温度
自然对流
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Keywords
phase change material
n-octadecane
solidification boundary
temperature
natural convection
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分类号
TB34
[一般工业技术—材料科学与工程]
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题名金属蜂窝增强相变材料熔化储热试验与数值模拟
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作者
柴伟杰
赵锡佳
曹世豪
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机构
河南建筑职业技术学院
河南工业大学土木工程学院
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出处
《储能科学与技术》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第12期4357-4367,共11页
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基金
国家自然科学基金项目(51908197)
河南省科技攻关项目(242102240026)。
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文摘
金属蜂窝增强相变储能系统是提升潜热储能效率的先进技术之一。为了研究其熔化储热性能,首先设计出循环水加热系统,解决稳定、均匀热源问题。随后开展恒定温度下增强相变材料的熔化储热试验,获得热量传输和熔化边界演化特征。试验研究发现,金属蜂窝主要通过提升热传导率、削弱自然对流运动以及改变熔化储热模式等角度影响熔化储热效率。为了量化金属蜂窝的影响,建立流-固-热三场耦合下的熔化储热计算模型。计算结果表明,5×5金属蜂窝构建的高导热通道可使热传导率提升39.7倍,同时将液相自然对流传热效应削弱至19.1%,整体熔化储热效率提升了67.1%。储热速率提升主要集中在0<f <0.5阶段,而0.50<f <1阶段的平均储热速率与纯相变材料基本一致。在热传导与自然对流传热的竞争下,熔化储热效率随蜂窝数目增长呈现先减小后增大的变化趋势,其中3×3蜂窝结构的储热效率最低。蜂窝数目在(1×1)~(3×3)的范围内时,热量传输由液相自然对流传热所主导;当蜂窝数目大于3×3后,热量传输将转变为金属蜂窝热传导主导。
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关键词
金属蜂窝
正十八烷
熔化储热
试验测试
数值模拟
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Keywords
honeycomb metal
n-octadecane
melting heat storage
experimental test
numerical simulation
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分类号
TK124
[动力工程及工程热物理—工程热物理]
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题名层间积水对无砟轨道内孔隙水饱和度影响研究
被引量：1
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作者
曹世豪
赵锡佳
陈俊旗
王建伟
胡猛
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机构
河南工业大学土木工程学院
同济大学道路与交通工程教育部重点实验室
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出处
《铁道学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期140-149,共10页
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基金
国家自然科学基金(51908197)
河南省科技攻关项目(202102310262)
河南省高等学校重点科研项目(20B580001)。
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文摘
无砟轨道的耐久性与内部水分含量直接相关,但其孔隙水饱和度分布特性暂不明确。为了分析CRTSⅡ型板式无砟轨道内孔隙水饱和度,首先通过吸水试验测定CA砂浆的吸水率。然后建立无砟轨道内饱和度计算模型,设计的“稳态+瞬态”两步计算流程解决了瞬态饱和度分析时的初始条件,并进一步分析了环境湿度、层间积水形式及吸水时间等因素对饱和度的影响。结果表明:砂浆的有效孔隙率为4.21%,吸水率为1.2255×10^(-11) m ^(2)/s。无水时,无砟轨道内形成的平衡饱和度沿深度方向近似服从三线性分布规律,其中砂浆层内饱和度年度差最高为6.52%。当砂浆层下存在单裂缝积水下,砂浆层内饱和度沿厚度分布将由线性向二次多项式转变。经过7 d的毛细吸水,砂浆层平均饱和度增幅为37.6%,轨道板底层钢筋处的饱和度提升至70%,而裂缝前缘受影响深度约为0.4 m。当砂浆层上下存在双裂缝积水下,积水区砂浆层的饱和度在1.5 d时可达到100%的饱和状态。
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关键词
无砟轨道
孔隙水饱和度
层间积水
毛细吸水
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Keywords
ballastless track
pore water saturation
interlayer water
capillary water absorption
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分类号
U213.242
[交通运输工程—道路与铁道工程]
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