钛纤维多孔材料传热及高温吸声性能研究

发布时间：2017-09-18 10:32

  本文关键词：钛纤维多孔材料传热及高温吸声性能研究

  更多相关文章： 钛纤维多孔材料 传热 池沸腾 高温吸声 组合结构

【摘要】：随着经济的快速发展,人们忽略了能源浪费和环境污染问题,在现代工业领域中存在着加热、冷却等传热过程,因此强化传热已成为当代研究领域的一个重要课题。同时在工业中存在严重的噪声污染,对人们也产生了一定的危害,因此吸声降噪也是目前急需解决的问题。金属纤维多孔材料不仅具有金属本身的特性同时含有大量的微小孔隙,是一种集结构与功能一体的新型材料,具有广泛的应用前景。本论文采用真空烧结法制备不同丝径、不同厚度、不同孔隙率的钛纤维多孔材料,利用扫描电镜(SEM)、光学显微镜(OM)等分析手段系统的研究了温度对纤维烧结的影响,分析了钛纤维多孔材料的丝径、厚度、孔隙率等参数对池沸腾传热和高温吸声性能的影响,通过以上研究得到如下结论:对真空烧结法制备钛纤维多孔材料研究表明,在1250℃时,钛纤维多孔材料的烧结颈生长充分形成了完全的冶金结合;丝径为Φ70um的试样孔径分布集中,孔径大小均匀,丝径为Φ120um的试样的孔径比较大,孔径分布分散。试样的整体孔径分布范围在30~120um之间。当热流密度小于15w/cm~2时丝径为Φ70um的传热效果比Φ100um、Φ120um的传热效果好,当热流密度增大时,钛纤维多孔材料的传热性能随着丝径的增大而增强,丝径为Φ120um的纤维材料传热效果最好;在40%~60%的孔隙率范围内,钛纤维多孔材料的传热性能不是随着孔隙率的增大而增强或减弱,而是存在着一个最佳值,50%的材料传热性能最好;厚度对钛纤维多孔材料传热的影响是由材料的传热表面积和气泡运动阻力共同决定的,在实际应用中我们在增大传热表面积的同时也应该考虑减小气泡运动的阻力。吸声系数随着钛纤维多孔材料孔隙率的变大而增大,并且随着孔隙率的增大材料的吸声峰值向高频移动;随着厚度的增加钛纤维多孔材料的平均吸声系数有所增大,在材料背后增加一定厚度的空腔,对低频处的吸声系数有明显的提高,最高可达到0.85以上;与常温条件下相比,高温条件下,材料的吸声曲线规律与常温相一致,都是随着频率的增大而增大。温度升高,改善了低频处的吸声效果,但高频处的吸声系数减小。本论文对材料的孔隙率进行了组合,研究了双层组合结构的吸声性能,得出组合结构提高了材料整体的吸声性能。
【关键词】：钛纤维多孔材料 传热 池沸腾 高温吸声 组合结构
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ343.2;TB383.4
【目录】：

• 摘要3-5
• abstract5-9
• 1 绪论9-21
• 1.1 金属多孔材料研究现状9-14
• 1.1.1 金属多孔材料的制备9-12
• 1.1.2 金属多孔材料的应用12-14
• 1.2 金属多孔材料传热研究现状14-15
• 1.3 金属多孔材料吸声性能的研究现状15-17
• 1.4 课题研究的背景、内容和意义17-21
• 1.4.1 课题研究的背景及意义17-18
• 1.4.2 课题研究的内容18-21
• 2 沸腾传热及高温吸声理论基础21-35
• 2.1 池沸腾传热理论研究21-29
• 2.1.1 池沸腾传热的原理21-22
• 2.1.2 气泡理论22-25
• 2.1.3 气泡运动的临界现象25-26
• 2.1.4 临界热流密度26-27
• 2.1.5 传热模型27-28
• 2.1.6 沸腾传热的影响因素28-29
• 2.2 高温吸声原理研究29-35
• 2.2.1 吸声原理29
• 2.2.2 多孔吸声材料的类别29-30
• 2.2.3 金属纤维多孔材料吸声原理30-31
• 2.2.4 共振吸声结构的吸声原理31-32
• 2.2.5 影响多孔材料吸声性能的因素32-35
• 3 实验原料及检测方法35-45
• 3.1 实验原料及实验设备35-36
• 3.1.1 实验原料35
• 3.1.2 实验设备35-36
• 3.2 钛纤维多孔材料的制备36-37
• 3.2.1 铺毡36
• 3.2.2 清洗36
• 3.2.3 烧结36-37
• 3.3 样品检测37-43
• 3.3.1 孔隙率的检测39-40
• 3.3.2 孔径的分布与检测40-43
• 3.4 显微组织及扫描电镜观察43-45
• 4 钛纤维多孔材料传热性能影响的研究45-51
• 4.1 测试系统与过程45-46
• 4.2 钛纤维多孔材料传热分析46-50
• 4.2.1 丝径对传热性能的影响46-48
• 4.2.2 孔隙率对传热性能的影响48-49
• 4.2.3 厚度对传热性能的影响49-50
• 4.3 小结50-51
• 5 钛纤维多孔材料高温吸声性能影响的研究51-63
• 5.1 测试系统与过程51-55
• 5.1.1 实验原理52-53
• 5.1.2 实验步骤53-55
• 5.2 钛纤维多孔材料高温吸声性能分析55-60
• 5.2.1 孔隙率对吸声性能的影响55-56
• 5.2.2 厚度对吸声性能的影响56-57
• 5.2.3 空腔厚度对吸声性能的影响57
• 5.2.4 温度对吸声性能的影响57-60
• 5.3 双层材料复合结构的吸声性能60-61
• 5.3.1 第一层孔隙率不同对高温吸声的影响60
• 5.3.2 第二层孔隙率不同对高温吸声的影响60-61
• 5.4 小结61-63
• 6 结论63-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-71
• 附录 攻读硕士学位期间取得的学术成果71

，

本文编号：874997