冰熔化热的实验研究

冰熔化热的实验研究

一、冰的熔解热的实验研究(论文文献综述)

冯家齐,何烁,林锐,许泽宇,高红,李英姿[1](2020)在《冰的熔解热实验中新型测温方法》文中研究表明冰的熔解热实验中原测温方法为人工定时测量,采样点有限且采样时刻不准确,由此造成测量误差,导致后续数据处理极其烦琐。为克服人工测量的不足,提出一种新的测温方法。该方法借助自主搭建的以单片机为核心的智能定时测温平台,实现对温度数据自动定时记录、存储及处理。相比之前的测温方法,该方法具有温度数据记录实时性好、采样点数目多、数据处理简便等优势。

黄嘉泰,文小青,王槿,李文华,张旭华[2](2020)在《冰的熔解热测量装置的改进》文中进行了进一步梳理混合量热法测量冰的熔解热是大学物理中一个经典实验。使用传统测量装置易出现温度记录不准确,搅拌不均匀,散热修正不精确,实验耗时长等问题。本文应用STM32单片机、DS18B20传感器、TFT液晶屏改进冰的熔解热测量装置,实现了温度和时间的自动记录,采用辛普森公式精确计算了散热补偿面积。运用现代电子技术更新冰的熔解热测量装置,克服了传统实验方法中通过人工反复对时间、温度进行测量记录的重复性工作,有助于学生在课堂上增加实验次数,提高实验效率,并有更多的时间和精力关注更有物理意义的内容,同时提高实验结果精度。该装置易于制作,便于推广应用。装置的制作过程也是对学生实践能力的培养和锻炼过程。

孟帆,康甜甜,申传英,王端良,孟祥省,李士玲,李晓明[3](2020)在《混合量热法测定冰熔解热实验的新型测量装置》文中研究指明基于数字控制恒温水浴锅、温度传感器和保温锆沙,设计了冰熔解热测量的一种新型测量装置.利用恒温水浴锅为反应系统提供稳定的恒温环境,有效减少了系统与外界的热量交换;利用温度传感器制成的数显温度计,提高了读数的准确性;采用锆沙作为隔热材料,提升了保温效果.对比改进前后的实验数据可以看出,改进后的实验装置有效减小了实验误差.

白烨[4](2020)在《两相热虹吸回路耦合相变储热的研究》文中指出储热可以解决热量在供给侧和需求侧时空不匹配问题,具有很大的研究和应用前景。而相变储热作为储热技术的一种,储热密度高,温度变化小,有着明显的优势;但是相变材料导热系数普遍较低,限制了相变储热技术的大规模应用,需要寻找合适的强化措施。而自然循环两相热虹吸回路作为一种高效的传热器件,无需毛细芯,结构简单,且不依靠外界泵功输入,可以实现对相变储热的强化。本文的研究是围绕自然循环两相热虹吸回路及其与相变储热的耦合系统开展的。首先,本文开展了自然循环两相热虹吸回路的实验研究,搭建了相关实验台,分析了变工况条件下,充注量、冷源温度、加热功率和冷热端高度差对自然循环两相热虹吸回路换热性能的影响,并同时涉及单相态,两相态以及超临界态。结果表明,随着加热功率的增加,高度差的降低和冷源温度的增加,系统热阻增加,换热性能变差。选取合适的充注量对换热性能影响很大,低充注量易导致过热现象,大充注量易导致过冷现象,过冷和过热现象均会恶化自然循环两相热虹吸回路的换热性能。然后,本文开展了自然循环两相热虹吸回路的模拟研究,基于质量、动量和能量守恒方程建立了一维数学模型,可以模拟单相态,两相态以及超临界态下的工作性能。模型用实验结果进行验证,误差低于±10%。模拟主要分析了变工况条件下,管径、充液率、冷热端高度差、加热功率、冷源温度和工质种类对自然循环两相热虹吸回路换热性能的影响。结果表明,大管径和适中充液率时,热阻较低;随着冷热端高度差的增加,热阻先降低后增加;尽管高加热功率时回路内质量流量增加(导致热阻降低),但是过冷区和过热区也会增加(导致热阻增加),此时热阻的大小受这两方面因素的共同影响;随着冷源温度的增加,蒸发器出口干度增加,热阻降低;为保证良好的换热性能,回路内充注工质应选择低粘度、汽液密度差大的工质。而且研究发现,当回路内出现超临界态时,两相区消失,系统热阻急剧增加。根据自然循环两相热虹吸回路的模拟研究可知,充注工质种类对自然循环两相热虹吸回路换热性能的影响很大,因此在特定的工作条件下选择合适的循环工质可以优化回路的换热性能。因此,基于已经建立并验证过的模型,本文开展了针对了自然循环两相热虹吸回路充注工质的研究。首先分析了充注三种不同工质(R-125,R-134a,R-600)时,加热功率和冷端温度对回路传热性能的影响。然后,选取了9种工质(R-116,CO2,R-125,R-134a,R-1234ze,R-600a,R-600,R-123和乙醇),分析在不同蒸发器温度和冷凝器温度下,自然循环两相热虹吸回路的工作性能。结合模拟结果,本文绘制得出了工质选取标准图,可以根据特定的蒸发器温度和冷凝器温度选取合适的工质,确保优异的换热性能;此外,通过无量纲分析,得出了适用于大部分制冷剂的选取标准,为自然循环两相热虹吸回路的实际应用提供理论指导。最后,结合自然循环两相热虹吸回路的研究结果,搭建相变储热耦合自然循环两相回路实验台,开展相关实验。根据前面章节的讨论结果,选择了合适的工质R-600和合适的充液率50%。相变材料采用赤藻糖醇。储热过程采用恒功率电加热,释热过程采用市供自来水冷却。首先,实验分析了自然循环两相热虹吸回路和储罐的工作特性。在整个储释热过程中,系统等效热阻可低至0.16oC/W,表明其良好的换热性能以及稳定的运行特性。随后,实验分析了不同加热功率下,系统的储释热特性。结果表明随着加热功率的增加,系统储热速率增加,但是储罐内热分层现象加剧。最后,计算得出了系统的储释热效率,发现其与系统保温有很大的关系。为了保证良好的储释热循环,需要强化系统保温,且选择合适的加热功率。

李文宇[5](2018)在《公路桥梁热力防冰融冰技术研究》文中认为本论文以厦蓉高速赤石大桥冬季防冰融冰为背景,从该地段的气象参数出发研究其热力防冰融冰技术中的相关问题。对赤石大桥防冰融冰进行了热负荷计算,对发热电缆和热力管防冰技术进行了数值模拟,并对热力管融冰过程进行了数值模拟和实验研究,本文所做工作和研究结果如下:通过建立桥梁防冰融冰负荷计算模型,得出了赤石大桥防冰融冰设计热负荷,分析了防冰融冰热负荷随气象参数的变化关系及各气象参数对防冰热负荷的影响程度。结果表明:赤石大桥防冰热负荷为336.5W/m2,融冰热负荷为443.1W/m2;防冰热负荷同室外风速呈正相关,而与天空辐射温度、含湿量、室外温度、相对湿度呈负相关;各气象参数对防冰热负荷的影响程度为:含湿量>室外温度>室外风速>天空辐射温度>相对湿度。根据赤石大桥实际的形体结构,构建了三维桥梁防冰计算模型,分析了发热电缆铺设间距与线功率、热力管间距与外表面工作温度和桥梁防冰的关系,发热电缆线功率、热力管外表面工作温度随室外温度和风速变化关系。在同一工况下,铺设间距越小,能达到的桥面平均温度越高,桥面温度越均匀;在满足防冰效果的情况下,铺设间距越小,所需发热电缆线功率和热力管的外表面温度越低,桥面温度越均匀,室外温度每下降1℃,电缆线功率应增加3.83W/m,热力管外表面工作温度应增加2.78℃;室外风速每增加1m/s,电缆线功率应增加2.30W/m,热力管外表面工作温度应增加1.78℃。建立了热力管融冰计算模型,对热力管融冰过程的时间界定进行了说明,计算了冰层液相率随时间的变化、计算空间内温度随时间的变化,分析了各结构层温度随时间变化规律。结果表明:冰层从中间开始融化,逐渐向两侧延伸,背风侧融冰速度快于迎风侧,下部融冰速度快于上部,融冰过程受风流的影响较大;温度场呈“马鞍”型分布,距离热力管越近,温度梯度越大,升温越快,温度场分布越不均匀;各结构层温度随时间变化的对比结果趋势基本一致,验证了数值模拟的可靠性,为热力管防冰融冰技术用于工程实践提供依据。

董光兴,吴永杰,孙桂华,王新星,葛素红[6](2017)在《张掖地区含水沙土冻胀放热的简单分析》文中研究指明应用混合法测量了张掖地区不同浓度沙土溶液制成的冻土的熔解热.发现:在1标准大气压、0℃温度条件下由沙土溶液制成的冻土的熔解热随着密度的增大而降低;拟合沙土溶液制成冻土的熔解热与含沙量的函数关系,发现冻土的熔解热基本不受混合物质微粒之间相互作用的影响,可以简化为水的熔解热乘以含水百分比,即冻土的熔解热随着含水率的增加而成正比例增加;建立较为理想的模型计算0.3m3(表面积1m2)冻土需要吸放的热量及该热量对本局域表面积1m2上方近地1.5km高度空气层温度的影响,发现天然冻土在含水率很大的情况下需要热量大,产生温度的变化也大.而农用耕地需要热量较小,对气温的影响也比较小.可以认为,在张掖这种地下水位较高且以农业生产为主的地区,季节性土壤冻胀对局地气温会产生一定的影响,其对应对局地空气温度的改变量约为3℃.

何彦雨,赵雪晴,朱子怡,陈菁[7](2017)在《冰的熔解热测定的实验改进》文中指出冰在熔解过程中需要吸取热能,根据热力学第一定律,将冰与水混合的过程中系统的总能量守恒。混合法测定冰的熔解热作为大学物理中一个经典实验,在大学物理实验的教学中具有重要的地位。本文从细节出发对传统实验冰的熔解热的测定进行改进,包含对量热器进行改造、改良实验数据的处理等方法,提高了实验结果的精确度,节约了实验器材的成本。最后测得的冰的熔解热的数值误差仅为标准值的0.299%,对今后我校在本实验上的教学有深远的意义。

高红,邓舒鉴,师凡迪,董国波,李华,王玫[8](2016)在《冰的熔解热实验装置的改进》文中认为将保温杯引入到测定冰熔解热的实验中,提高了实验装置的保温性能;利用马达和风扇自制了搅拌装置,保证了搅拌均匀性;利用单片机、传感器模块和液晶屏实现了温度数显功能,提高了实验精度.通过对比改进前后的实验装置的实验数据可知,改进后的实验装置有效地减小了实验误差.

吴义彬[9](2015)在《用玻尔兹曼因子方程对“临界点 沸点 熔点”特性进行数值计算》文中进行了进一步梳理应用气体、液体与冰的玻尔兹曼因子方程,对自然界物质在"临界点、沸点、熔点"时的物理特性进行数值计算,结果与观测值高度吻合.事实证明,简明的数学语言可以在很宽的温度范围内准确描述自然界物质物态变化的客观规律;玻尔兹曼因子方程是更具普适性的物态方程.

邓小辉,汪新文[10](2013)在《非绝热情况下冰的溶解热的测定》文中研究表明研究非绝热情况下精确测定冰的熔解热。与传统方法不同,测量时冰水混合物可以置于完全非绝热环境中。通过控制冰水混合物对环境的放热和从环境吸热相等来摒除环境对测量系统的影响。结果表明,通过选取合适的冰块质量、热水质量和温度三个基本要素,测量得到的冰的熔解热的值与公认值符合得很好。该文涉及到的实验方法和数据对冰的熔解热的测定具有重要参考价值。

二、冰的熔解热的实验研究(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、冰的熔解热的实验研究(论文提纲范文)

(1)冰的熔解热实验中新型测温方法(论文提纲范文)

0 引言
1 实验原理
2 测温方法的改进
    2.1 原测温方法
    2.2 改进后的测温方法
3 新旧测温方法对比实验
4 结语

(2)冰的熔解热测量装置的改进(论文提纲范文)

1 实验原理
2 导出问题
3 测量装置的改进
    3.1 硬件组成
    3.2 控制逻辑
    3.3 散热修正面积的计算方法
4 实践应用
    4.1 数据记录
    4.2 数据处理
5 实践效果及总结

(3)混合量热法测定冰熔解热实验的新型测量装置(论文提纲范文)

1 实验原理
2 实验结果与讨论
    2.1 改进前原实验装置的测量数据与结果
    2.2 改进后新型实验装置的测量数据与结果
3 结 论

(4)两相热虹吸回路耦合相变储热的研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
符号说明表
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 相变储热
        1.2.2 热管
        1.2.3 自然循环两相热虹吸回路
        1.2.4 自然循环两相热虹吸回路和相变储热耦合系统
    1.3 研究内容和技术路线
        1.3.1 关键科学问题
        1.3.2 研究内容
        1.3.3 技术路线
    1.4 本章小结
第2章 自然循环两相热虹吸回路实验研究
    2.1 实验方法
        2.1.1 实验系统
        2.1.2 误差分析
    2.2 结果与分析
        2.2.1 回路启动特性
        2.2.2 加热功率对回路性能的影响
        2.2.3 冷热端高度差对回路性能的影响
        2.2.4 冷源温度对回路性能的影响
        2.2.5 回路性能综合分析
    2.3 本章小结
第3章 自然循环两相热虹吸回路数值模拟研究
    3.1 数学模型
        3.1.1 物理模型
        3.1.2 控制方程
        3.1.3 计算方法
        3.1.4 模型验证
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 循环工质参数分布规律
        3.2.2 充液率对回路传热性能的影响
        3.2.3 冷热端高度差对回路传热性能的影响
        3.2.4 加热功率对回路传热性能的影响
        3.2.5 冷源温度对回路传热性能的影响
    3.3 本章小结
第4章 自然循环两相热虹吸回路工质研究
    4.1 工质筛选
    4.2 工质综合分析
        4.2.1 热阻分析
        4.2.2 压力
    4.3 工质筛选特征图
        4.3.1 工质筛选特征图
        4.3.2 无量纲特征分析
    4.4 本章小结
第5章 相变储热耦合自然循环两相热虹吸回路实验研究
    5.1 实验材料
        5.1.1 相变材料
        5.1.2 回路工质
    5.2 实验方法
        5.2.1 实验系统
        5.2.2 误差分析
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 储释热过程分析
        5.3.2 压力特性
        5.3.3 温度特性
        5.3.4 效率分析
    5.4 本章小结
第6章 结论和展望
    6.1 主要结论
    6.2 主要创新点
    6.3 研究展望
参考文献
附录1:云图散点数据
致谢
作者简介及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果

(5)公路桥梁热力防冰融冰技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景意义
    1.2 目前主要融雪化冰方法
        1.2.1 被动式路面除冰方法
        1.2.2 主动式路面防冰技术
    1.3 主动式防冰国内外研究现状
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
    1.4 本文的主要工作
第二章 桥梁防冰融冰热负荷计算及气象参数分析
    2.1 公路桥梁防冰热负荷计算模型
    2.2 公路桥梁融冰热负荷计算模型
    2.3 VB负荷计算软件
        2.3.1 软件的基本流程及主界面
        2.3.2 软件的计算结果及分析
    2.4 防冰热负荷随气象参数变化过程分析
        2.4.1 参数的选取与计算
        2.4.2 气象参数对防冰热负荷的影响分析
        2.4.3 气象参数对防冰热负荷的影响程度分析
    2.5 本章小结
第三章 桥梁热力防冰设计方案的数值模拟
    3.1 发热电缆防冰数值模拟
        3.1.1 模型构建及网格划分
        3.1.2 模型中材料参数的确定
        3.1.3 边界条件处理
        3.1.4 计算结果及分析
    3.2 热力管防冰数值模拟
        3.2.1 模型构建及网格划分
        3.2.2 边界条件处理
        3.2.3 计算结果及分析
    3.3 本章小结
第四章 热力管融冰数值模拟与实验结果对比分析
    4.1 融冰过程数值模拟方法
        4.1.1 冰水固流转化问题
        4.1.2 数学模型
        4.1.3 数值计算方法
    4.2 热力管融冰过程计算模型
        4.2.1 物理模型
        4.2.2 数学模型
    4.3 热力管融冰过程求解条件
        4.3.1 初始条件
        4.3.2 边界条件
    4.4 热力管融冰过程实验结果分析
    4.5 融冰过程模拟结果分析
        4.5.1 融冰时间的界定
        4.5.2 冰层液相率随时间变化
        4.5.3 计算空间内温度随时间变化
    4.6 各结构层温度数值模拟与实验结果对比分析
        4.6.1 试件上表面温度数值模拟与实验结果对比
        4.6.2 沥青中面层上表面温度数值模拟与实验结果对比
        4.6.3 热力管层温度数值模拟与实验结果对比
    4.7 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
附录 A VB防冰工况热负荷计算程序
附录 B 防冰热负荷逐时计算程序
攻读硕士学位期间发表的论文及参与的科研项目
致谢

(6)张掖地区含水沙土冻胀放热的简单分析(论文提纲范文)

1 引言
2 实验结果与讨论
    2.1 实验原理和用具
    2.2 实验结果与讨论
    2.3 张掖地区含水沙土形成冻土冻胀热量的计算
3 结论

(7)冰的熔解热测定的实验改进(论文提纲范文)

1 实验原理
2 实验方法的改进
    2.1 实验参量的选择
    2.2 水当量的测量
    2.3 温度补偿法的改进
    2.4 对传统量热器的改造
3 实验数据测量
    3.1 水当量的测定
    3.2 测量并计算冰的熔解热
4 实验结果与讨论

(8)冰的熔解热实验装置的改进(论文提纲范文)

1 实验原理
2 原有实验装置
3 实验装置的改进
    3.1 提高保温性能
    3.2 实现自动搅拌
    3.3 温度数显
4 实验数据对比
5 结束语

(9)用玻尔兹曼因子方程对“临界点 沸点 熔点”特性进行数值计算(论文提纲范文)

1 引言
2 临界点特性 ——— 气体临界系数存在趋同的特性
3 临界点特性 ——— 液体表面张力系数都等于零
4 临界点接近于0K 物质的特性 ——— 液氦的表面张力极小
5 沸点特性 ——— 沸点摩尔气化熵大同小异 通常约为10R
    5.1 沸点摩尔气化熵的数值计算
    5.2 验证褚鲁统规则
6 熔点 ——— 冰升华热与熔解热的数值计算
    6.1冰升华热的数学公式
    6.2冰升华热的数值计算
7结论

(10)非绝热情况下冰的溶解热的测定(论文提纲范文)

0 引言
1 方法和结果
2 总结

四、冰的熔解热的实验研究(论文参考文献)

  • [1]冰的熔解热实验中新型测温方法[J]. 冯家齐,何烁,林锐,许泽宇,高红,李英姿. 实验室研究与探索, 2020(10)
  • [2]冰的熔解热测量装置的改进[J]. 黄嘉泰,文小青,王槿,李文华,张旭华. 物理与工程, 2020(06)
  • [3]混合量热法测定冰熔解热实验的新型测量装置[J]. 孟帆,康甜甜,申传英,王端良,孟祥省,李士玲,李晓明. 曲阜师范大学学报(自然科学版), 2020(04)
  • [4]两相热虹吸回路耦合相变储热的研究[D]. 白烨. 中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所), 2020(01)
  • [5]公路桥梁热力防冰融冰技术研究[D]. 李文宇. 湖南科技大学, 2018(06)
  • [6]张掖地区含水沙土冻胀放热的简单分析[J]. 董光兴,吴永杰,孙桂华,王新星,葛素红. 河西学院学报, 2017(05)
  • [7]冰的熔解热测定的实验改进[J]. 何彦雨,赵雪晴,朱子怡,陈菁. 物理与工程, 2017(03)
  • [8]冰的熔解热实验装置的改进[J]. 高红,邓舒鉴,师凡迪,董国波,李华,王玫. 物理实验, 2016(04)
  • [9]用玻尔兹曼因子方程对“临界点 沸点 熔点”特性进行数值计算[J]. 吴义彬. 物理通报, 2015(08)
  • [10]非绝热情况下冰的溶解热的测定[J]. 邓小辉,汪新文. 衡阳师范学院学报, 2013(06)

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冰熔化热的实验研究
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