碳纖維電熱地暖板熱工性能研究

【摘要】： 近年來,隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,一種應(yīng)用現(xiàn)代宇航技術(shù)開發(fā)生產(chǎn)的高效電熱轉(zhuǎn)換材料—碳纖維發(fā)熱材料,開始應(yīng)用于供暖系統(tǒng),但目前還處于起步階段,對其供暖的熱工性能、舒適性、經(jīng)濟性都沒有具體的研究。 本論文采用實驗和模擬相結(jié)合的手段,實驗研究碳纖維電熱板供暖系統(tǒng)熱工參數(shù)的動態(tài)特性,模擬計算研究該供暖系統(tǒng)形成的室內(nèi)溫度場和速度場分布情況。 首先,研究單塊碳纖維電熱板的發(fā)熱機理,測試其電阻特性、熱導(dǎo)率、伏—安特性、功率—表面溫度的特性、碳纖維電熱板表面溫度的穩(wěn)定性等。在研究單塊電熱板的基礎(chǔ)上,研究碳纖維電熱板應(yīng)用于低溫地板輻射供暖系統(tǒng)時的熱工性能。實驗測試碳纖維電熱地暖系統(tǒng)的室內(nèi)溫度、地板表面平均溫度、表面發(fā)熱量、耗電功率、耗能等。然后按照設(shè)計規(guī)范,計算熱負(fù)荷,選擇碳纖維電熱板的規(guī)格,計算所需碳纖維電熱板的數(shù)量。模擬分析不同電熱功率鋪設(shè)條件下,室內(nèi)的溫度場和速度場分布情況。最后,本課題針對哈爾濱市的氣象條件,應(yīng)用技術(shù)經(jīng)濟學(xué)理論,從初投資、運行費用、年計算費用和投資回收期等方面來分析各種電采暖系統(tǒng)的經(jīng)濟性,指出碳纖維電熱板在電采暖中的優(yōu)勢。 本文研究得出,碳纖維電熱板采暖系統(tǒng)是一種良好的電采暖形式,有很廣闊的應(yīng)用前景。文章得出的結(jié)果對此系統(tǒng)的工程設(shè)計提供一定的理論依據(jù),具有指導(dǎo)意義和實用價值。 【關(guān)鍵詞】：碳纖維電熱板 熱工性能 模擬 經(jīng)濟性
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：TU111.24
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義10-12
• 1.1.1 課題背景10-11
• 1.1.2 研究的目的和意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析12-16
• 1.2.1 我國電采暖的前景及電采暖的形式12-14
• 1.2.2 國內(nèi)關(guān)于電采暖的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.3 碳纖維導(dǎo)電發(fā)熱材料國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 碳纖維復(fù)合導(dǎo)電材料16-19
• 1.3.1 碳纖維復(fù)合材料導(dǎo)電性能16-17
• 1.3.2 面狀發(fā)熱碳纖維在采暖系統(tǒng)的應(yīng)用前景17
• 1.3.3 面狀發(fā)熱板用碳纖維紙17-19
• 1.4 本課題的研究內(nèi)容19-20
• 第2章 碳纖維電熱板電熱性能測試20-32
• 2.1 碳纖維電熱板的結(jié)構(gòu)20-21
• 2.1.1 碳纖維紙21
• 2.1.2 溴化環(huán)氧樹脂玻璃布絕緣材料21
• 2.1.3 銅電極材料21
• 2.2 碳纖維電熱板的制備21-22
• 2.3 碳纖維電熱板的發(fā)熱機理22-24
• 2.4 碳纖維電熱板熱電性能測試24-31
• 2.4.1 測試條件24
• 2.4.2 測試儀表簡介24
• 2.4.3 電阻測試24-27
• 2.4.4 熱導(dǎo)率27-28
• 2.4.5 碳纖維電熱板的伏-安特性28
• 2.4.6 碳纖維電熱板的功率-表面溫度關(guān)系曲線28-29
• 2.4.7 碳纖維電熱板表面溫度穩(wěn)定性研究29-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 第3章 碳纖維電熱地暖系統(tǒng)熱工測試32-44
• 3.1 實驗臺及其測試儀表介紹32-33
• 3.1.1 實驗臺簡介32-33
• 3.1.2 測試儀表33
• 3.2 實驗原理33-34
• 3.3 測試方案34-37
• 3.3.1 測試條件34
• 3.3.2 碳纖維電熱板的布置34-35
• 3.3.3 測試儀表布置35-36
• 3.3.4 測試方案36
• 3.3.5 測試步驟36-37
• 3.4 數(shù)據(jù)處理及分析37-43
• 3.4.1 升溫過程測試37-40
• 3.4.2 標(biāo)準(zhǔn)狀況測試40-43
• 3.5 本章小結(jié)43-44
• 第4章 碳纖維電熱地暖系統(tǒng)的數(shù)值計算44-69
• 4.1 碳纖維電熱地板表面發(fā)熱量44-48
• 4.1.1 對流換熱44-46
• 4.1.2 輻射換熱46-48
• 4.2 傳熱模型的建立48-53
• 4.2.1 物理模型48-49
• 4.2.2 邊界條件49-50
• 4.2.3 數(shù)學(xué)模型50-53
• 4.3 網(wǎng)格劃分53-54
• 4.4 控制方程常用的離散方法及離散格式54-55
• 4.5 判斷解的收斂性條件55-56
• 4.6 Airpark 軟件介紹56
• 4.7 模擬計算結(jié)果及其分析56-67
• 4.7.1 碳纖維電熱板的布置56-57
• 4.7.2 60W/m~2碳纖維電熱板鋪設(shè)模擬結(jié)果及分析57-63
• 4.7.3 30W/m~2碳纖維電熱板鋪設(shè)模擬結(jié)果及分析63-66
• 4.7.4 100W/m~2碳纖維電熱板鋪設(shè)模擬結(jié)果及分析66-67
• 4.8 本章小結(jié)67-69
• 第5章 碳纖維電熱地暖系統(tǒng)經(jīng)濟性分析69-75
• 5.1 碳纖維電熱地暖系統(tǒng)的經(jīng)濟評價69-74
• 5.1.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)69
• 5.1.2 各種形式電采暖的費用計算69-74
• 5.2 本章小結(jié)74-75
• 結(jié)論75-77
• 參考文獻77-82
• 致謝82

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B－2隱身轟炸機應(yīng)用隱身材料實例    

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