本文關(guān)鍵詞：鈦纖維多孔材料傳熱及高溫吸聲性能研究

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【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,人們忽略了能源浪費(fèi)和環(huán)境污染問題,在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域中存在著加熱、冷卻等傳熱過程,因此強(qiáng)化傳熱已成為當(dāng)代研究領(lǐng)域的一個(gè)重要課題。同時(shí)在工業(yè)中存在嚴(yán)重的噪聲污染,對人們也產(chǎn)生了一定的危害,因此吸聲降噪也是目前急需解決的問題。金屬纖維多孔材料不僅具有金屬本身的特性同時(shí)含有大量的微小孔隙,是一種集結(jié)構(gòu)與功能一體的新型材料,具有廣泛的應(yīng)用前景。本論文采用真空燒結(jié)法制備不同絲徑、不同厚度、不同孔隙率的鈦纖維多孔材料,利用掃描電鏡(SEM)、光學(xué)顯微鏡(OM)等分析手段系統(tǒng)的研究了溫度對纖維燒結(jié)的影響,分析了鈦纖維多孔材料的絲徑、厚度、孔隙率等參數(shù)對池沸騰傳熱和高溫吸聲性能的影響,通過以上研究得到如下結(jié)論:對真空燒結(jié)法制備鈦纖維多孔材料研究表明,在1250℃時(shí),鈦纖維多孔材料的燒結(jié)頸生長充分形成了完全的冶金結(jié)合;絲徑為Φ70um的試樣孔徑分布集中,孔徑大小均勻,絲徑為Φ120um的試樣的孔徑比較大,孔徑分布分散。試樣的整體孔徑分布范圍在30~120um之間。當(dāng)熱流密度小于15w/cm~2時(shí)絲徑為Φ70um的傳熱效果比Φ100um、Φ120um的傳熱效果好,當(dāng)熱流密度增大時(shí),鈦纖維多孔材料的傳熱性能隨著絲徑的增大而增強(qiáng),絲徑為Φ120um的纖維材料傳熱效果最好;在40%~60%的孔隙率范圍內(nèi),鈦纖維多孔材料的傳熱性能不是隨著孔隙率的增大而增強(qiáng)或減弱,而是存在著一個(gè)最佳值,50%的材料傳熱性能最好;厚度對鈦纖維多孔材料傳熱的影響是由材料的傳熱表面積和氣泡運(yùn)動(dòng)阻力共同決定的,在實(shí)際應(yīng)用中我們在增大傳熱表面積的同時(shí)也應(yīng)該考慮減小氣泡運(yùn)動(dòng)的阻力。吸聲系數(shù)隨著鈦纖維多孔材料孔隙率的變大而增大,并且隨著孔隙率的增大材料的吸聲峰值向高頻移動(dòng);隨著厚度的增加鈦纖維多孔材料的平均吸聲系數(shù)有所增大,在材料背后增加一定厚度的空腔,對低頻處的吸聲系數(shù)有明顯的提高,最高可達(dá)到0.85以上;與常溫條件下相比,高溫條件下,材料的吸聲曲線規(guī)律與常溫相一致,都是隨著頻率的增大而增大。溫度升高,改善了低頻處的吸聲效果,但高頻處的吸聲系數(shù)減小。本論文對材料的孔隙率進(jìn)行了組合,研究了雙層組合結(jié)構(gòu)的吸聲性能,得出組合結(jié)構(gòu)提高了材料整體的吸聲性能。
【關(guān)鍵詞】：鈦纖維多孔材料 傳熱 池沸騰 高溫吸聲 組合結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ343.2;TB383.4
【目錄】：

• 摘要3-5
• abstract5-9
• 1 緒論9-21
• 1.1 金屬多孔材料研究現(xiàn)狀9-14
• 1.1.1 金屬多孔材料的制備9-12
• 1.1.2 金屬多孔材料的應(yīng)用12-14
• 1.2 金屬多孔材料傳熱研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 金屬多孔材料吸聲性能的研究現(xiàn)狀15-17
• 1.4 課題研究的背景、內(nèi)容和意義17-21
• 1.4.1 課題研究的背景及意義17-18
• 1.4.2 課題研究的內(nèi)容18-21
• 2 沸騰傳熱及高溫吸聲理論基礎(chǔ)21-35
• 2.1 池沸騰傳熱理論研究21-29
• 2.1.1 池沸騰傳熱的原理21-22
• 2.1.2 氣泡理論22-25
• 2.1.3 氣泡運(yùn)動(dòng)的臨界現(xiàn)象25-26
• 2.1.4 臨界熱流密度26-27
• 2.1.5 傳熱模型27-28
• 2.1.6 沸騰傳熱的影響因素28-29
• 2.2 高溫吸聲原理研究29-35
• 2.2.1 吸聲原理29
• 2.2.2 多孔吸聲材料的類別29-30
• 2.2.3 金屬纖維多孔材料吸聲原理30-31
• 2.2.4 共振吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲原理31-32
• 2.2.5 影響多孔材料吸聲性能的因素32-35
• 3 實(shí)驗(yàn)原料及檢測方法35-45
• 3.1 實(shí)驗(yàn)原料及實(shí)驗(yàn)設(shè)備35-36
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)原料35
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備35-36
• 3.2 鈦纖維多孔材料的制備36-37
• 3.2.1 鋪氈36
• 3.2.2 清洗36
• 3.2.3 燒結(jié)36-37
• 3.3 樣品檢測37-43
• 3.3.1 孔隙率的檢測39-40
• 3.3.2 孔徑的分布與檢測40-43
• 3.4 顯微組織及掃描電鏡觀察43-45
• 4 鈦纖維多孔材料傳熱性能影響的研究45-51
• 4.1 測試系統(tǒng)與過程45-46
• 4.2 鈦纖維多孔材料傳熱分析46-50
• 4.2.1 絲徑對傳熱性能的影響46-48
• 4.2.2 孔隙率對傳熱性能的影響48-49
• 4.2.3 厚度對傳熱性能的影響49-50
• 4.3 小結(jié)50-51
• 5 鈦纖維多孔材料高溫吸聲性能影響的研究51-63
• 5.1 測試系統(tǒng)與過程51-55
• 5.1.1 實(shí)驗(yàn)原理52-53
• 5.1.2 實(shí)驗(yàn)步驟53-55
• 5.2 鈦纖維多孔材料高溫吸聲性能分析55-60
• 5.2.1 孔隙率對吸聲性能的影響55-56
• 5.2.2 厚度對吸聲性能的影響56-57
• 5.2.3 空腔厚度對吸聲性能的影響57
• 5.2.4 溫度對吸聲性能的影響57-60
• 5.3 雙層材料復(fù)合結(jié)構(gòu)的吸聲性能60-61
• 5.3.1 第一層孔隙率不同對高溫吸聲的影響60
• 5.3.2 第二層孔隙率不同對高溫吸聲的影響60-61
• 5.4 小結(jié)61-63
• 6 結(jié)論63-65
• 致謝65-66
• 參考文獻(xiàn)66-71
• 附錄 攻讀碩士學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果71

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本文編號：874997