碳纖維材料廣泛應(yīng)用于工程領(lǐng)域,研究其熱擴(kuò)散率等熱物性參數(shù)意義重大,也具有較大難度。由于單根碳纖維徑向尺寸較�。ㄒ话阒睆綖�10μm左右）,無(wú)法運(yùn)用基于傅里葉定律的傳統(tǒng)熱物性測(cè)量方法加以測(cè)量。本文采用瞬態(tài)電熱理論模型,分析了微尺度熱傳導(dǎo)效應(yīng)下納微米材料熱擴(kuò)散率的測(cè)量方法,建立了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)測(cè)量系統(tǒng),對(duì)單根碳纖維熱擴(kuò)散率進(jìn)行了測(cè)量。采用有限元方法對(duì)碳纖維動(dòng)態(tài)熱過程進(jìn)行了模擬,得到了軸向溫度分布、溫升及達(dá)到熱平衡的時(shí)間。碳纖維沿軸向溫度分布呈拋物線形,中間部位溫度最高。沿徑向溫度變化極小,可以忽略,一維傳熱模型適用。由模擬得到的溫升及熱平衡時(shí)間與理論模型的預(yù)測(cè)基本吻合。搭建了納微尺度材料熱擴(kuò)散率實(shí)驗(yàn)測(cè)量系統(tǒng),引進(jìn)真空腔體有效避免了周圍環(huán)境空氣對(duì)流換熱的影響,利用標(biāo)準(zhǔn)鉑絲對(duì)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)。室溫下測(cè)量了兩種PAN基碳纖維熱擴(kuò)散率,實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果重復(fù)性好,碳纖維1的熱擴(kuò)散率和由此推導(dǎo)出的導(dǎo)熱系數(shù)與碳纖維2均十分接近。為研究溫度對(duì)兩種碳纖維熱擴(kuò)散率和導(dǎo)熱系數(shù)的影響,通以不斷增大的電流值（從0.6mA到3.8mA以0.2mA遞增共17個(gè)電流值）,并計(jì)算該電流值下碳纖維熱擴(kuò)散率和導(dǎo)熱系數(shù),結(jié)果表明碳纖維隨電... 

【文章來源】：青島理工大學(xué)山東省

【文章頁(yè)數(shù)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景和意義
    1.2 碳纖維概述
        1.2.1 碳纖維的發(fā)展歷史
        1.2.2 碳纖維的分類和表征
        1.2.3 納微尺度材料熱物性參數(shù)
    1.3 實(shí)驗(yàn)研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國(guó)內(nèi)外納微尺度材料熱物性測(cè)量方法
        1.3.2 碳纖維熱物理特性實(shí)驗(yàn)研究
        1.3.3 瞬態(tài)電熱技術(shù)概述
    1.4 本文研究的內(nèi)容和意義
        1.4.1 本文研究?jī)?nèi)容
        1.4.2 本文研究意義
第2章 瞬態(tài)電熱技術(shù)
    2.1 實(shí)驗(yàn)測(cè)量原理
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)測(cè)量原理及示意圖
        2.1.2 瞬態(tài)電熱理論模型及求解
    2.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析方法
        2.2.1 線性擬合法
        2.2.2 特征點(diǎn)法
        2.2.3 最小二乘擬合法
    2.3 誤差分析與控制
        2.3.1 輻射誤差分析
        2.3.2 其他因素的影響
    2.4 本章小結(jié)
第3章 碳纖維導(dǎo)熱性能熱模擬
    3.1 ANSYS的相關(guān)介紹
        3.1.1 有限元分析法概述
        3.1.2 ANSYS軟件概述
        3.1.3 ANSYS在熱分析中的應(yīng)用現(xiàn)狀
    3.2 問題描述及傳熱模型基本假設(shè)
    3.3 熱模擬流程
    3.4 溫度分布、溫升及熱平衡模擬結(jié)果分析
        3.4.1 溫度分布模擬結(jié)果
        3.4.2 溫升模擬結(jié)果
        3.4.3 熱平衡模擬結(jié)果
    3.5 本章小結(jié)
第4章 碳纖維導(dǎo)熱性能實(shí)驗(yàn)研究
    4.1 TET實(shí)驗(yàn)測(cè)量系統(tǒng)
        4.1.1 實(shí)驗(yàn)器材簡(jiǎn)介
        4.1.2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
        4.1.3 樣品承放基臺(tái)制備
    4.2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)校準(zhǔn)
    4.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與誤差分析
        4.3.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
        4.3.2 實(shí)驗(yàn)步驟
        4.3.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集分析與計(jì)算
    4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
        4.4.1 兩種碳纖維實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果
        4.4.2 變溫下碳纖維實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果
    4.5 實(shí)驗(yàn)輻射誤差分析計(jì)算
    4.6 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 本文研究結(jié)論
    5.2 對(duì)未來工作的展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間論文發(fā)表及科研情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]碳纖維電地暖系統(tǒng) 在綠色節(jié)能建筑中的應(yīng)用探討[J]. 閆文化.  創(chuàng)新科技. 2014(11)
[2]拉曼方法同時(shí)測(cè)量單根碳纖維熱物性和對(duì)流傳熱系數(shù)[J]. 胡玉東,劉錦輝,王海東,張興.  化工學(xué)報(bào). 2014(S1)
[3]3ω方法測(cè)量微納米材料熱物性研究進(jìn)展[J]. 吳熔琳,邵錚錚,石劍豪,常勝利,張學(xué)驁,李新華.  材料導(dǎo)報(bào). 2013(S2)
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[6]采用3ω法測(cè)量多壁納米碳管懸浮液的導(dǎo)熱系數(shù)[J]. 葛樹林,楊決寬,畢可東,陳敏華,陳云飛.  功能材料與器件學(xué)報(bào). 2008(01)
[7]碳纖維的發(fā)展前景與市場(chǎng)分析[J]. 王海英.  高科技纖維與應(yīng)用. 2007(04)
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[9]碳纖維復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用[J]. 林德春,潘鼎,高健,陳尚開.  玻璃鋼. 2007(01)
[10]碳纖維在混凝土中的應(yīng)用[J]. 陳麗紅,孟宏睿,惠雅莉.  混凝土. 2006(04)

博士論文
[1]薄膜材料熱物性及其測(cè)試新裝置的研究[D]. 蔡岸.上海交通大學(xué) 2012



本文編號(hào)：2972208