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HFE-7100平行微通道流动沸腾实验

物理学报 2024年第5期73卷 178-189页

作者：解奕晨庄晓如岳思君李翔余鹏鲁春南方科技大学力学与航空航天工程系深圳518055 深圳职业技术大学机电工程学院深圳518055

微通道流动沸腾冷却技术兼具相变潜热和微尺度效应的诸多优点,是解决微电子器件热致失效问题的重要方法之一.HFE-7100是一种安全环保的电子氟化液,特别适用于微电子器件的冷却.本文在水力直径为0.5 mm的矩形平行微通道内,对HFE-7100的... 详细信息

微通道流动沸腾冷却技术兼具相变潜热和微尺度效应的诸多优点,是解决微电子器件热致失效问题的重要方法之一.HFE-7100是一种安全环保的电子氟化液,特别适用于微电子器件的冷却.本文在水力直径为0.5 mm的矩形平行微通道内,对HFE-7100的流动沸腾传热和两相流动特性进行了实验研究,测量范围为常压下质量流率88.9-277.8 kg·m^(-2)·s^(-1)、入口过冷度20.5-35.5℃和有效热流密度12-279 kW·m^(-2).本文分析了质量流率、入口过冷度、有效热流密度和干度对传热系数和压降的影响,发现在较低的入口过冷度下HFE-7100出现了沸腾迟滞现象,且增大入口过冷度和质量流率会延缓沸腾起始点的发生,且会提高传热系数和临界热流密度.两相压降受有效热流密度影响较大,且在定干度下不同质量流率的两相压降在塞状流和环状流阶段有明显差异.同时,通过观测两相流型,对流动沸腾传热现象进行了分析.本文还将两相压降实验数据与文献关联式预测值进行了对比,与Lockhart提出的关联式预测值偏差为19.6%.本文研究结果可为微电子器件散热设备的优化设计提供理论指导:以HFE-7100作为传热工质并将微通道流动沸腾冷却技术应用于微电子器件散热设备,可以提高设备的稳定性和可靠性;在不同热流密度的设备中通过控制入口过冷度和质量流率可有效地提升其散热性能;采用Lockhart提出的两相压降关联式可预测散热设备所需的泵功.

关键词：流动沸腾微通道 HFE-7100 传热电子器件

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间歇运行下地埋管周围土壤热湿特性实验研究

太阳能学报 2024年第6期45卷 44-50页

作者：徐昭何伟王义天贾臻邾茂盛庾汉成合肥工业大学建筑环境与技术工程系合肥230009 青海建筑职业技术学院市政机电系西宁810012

搭建地源热泵地埋管周围土壤热湿传递的试验台,对初始含水率、防水层、保温层以及相变回填材料等因素对土壤热量和水分传递的影响进行探究。沙箱实验结果表明:竖直埋管的热量会引起周围土壤的温度传递和水分迁移,土壤初始含水率的提高... 详细信息

搭建地源热泵地埋管周围土壤热湿传递的试验台,对初始含水率、防水层、保温层以及相变回填材料等因素对土壤热量和水分传递的影响进行探究。沙箱实验结果表明:竖直埋管的热量会引起周围土壤的温度传递和水分迁移,土壤初始含水率的提高有利于温度恢复和地埋管换热,系统运行期间的温度峰值随初始含水率的增加而降低,防水层、保温层和相变回填材料也会对温度峰值和温度恢复产生影响。温度梯度和水力梯度是引起水分迁移的主要因素,在15%初始含水率时,温度梯度占据主导,驱动水分沿径向向远处扩散;在25%初始含水率时,水力梯度占据主导,水分沿深度向下渗透。

关键词：地源热泵土壤温度土壤湿度相变材料

基于银纳米线/聚苯胺纳米复合材料的电致变色薄膜及器件的制备与性能

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机械工程材料 2024年第6期48卷 48-54页

作者：陈光伟郭海伟郑州铁路职业技术学院机电工程学院郑州450018

以质量比分别为1:5,1:15,1:25的银纳米线(AgNWs)和苯胺为原料,采用化学氧化聚合法制备了银纳米线/聚苯胺(AgNWs/PANI)纳米复合材料,喷涂在氧化铟锡(ITO)导电玻璃上得到AgNWs/PANI电致变色薄膜,将喷涂AgNWs/PANI(质量比为1:15)和聚(3,4-... 详细信息

以质量比分别为1:5,1:15,1:25的银纳米线(AgNWs)和苯胺为原料,采用化学氧化聚合法制备了银纳米线/聚苯胺(AgNWs/PANI)纳米复合材料,喷涂在氧化铟锡(ITO)导电玻璃上得到AgNWs/PANI电致变色薄膜,将喷涂AgNWs/PANI(质量比为1:15)和聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)电致变色薄膜的ITO基电极组装得到分层式电致变色器件,研究了AgNWs/PANI电致变色薄膜和电致变色器件的微观形貌和电致变色性能。结果表明:AgNWs/PANI电致变色薄膜中PANI均匀包覆在AgNWs上形成线性核壳结构,当AgNWs和苯胺质量比为1:5时薄膜中有很多AgNWs暴露在外,当质量比为1:25时AgNWs暴露缺陷较少但形成的导电通路连续性差,当质量比为1:15时AgNWs被PANI完美包覆且导电通路连续均匀;与纯PANI电致变色薄膜相比,AgNWs/PANI电致变色薄膜的峰值电流密度、离子扩散速率和光学对比度增大,电荷传递阻抗减小,变色效果明显,电致变色性能提升,AgNWs和苯胺质量比为1:15时电致变色性能最佳;电致变色器件的最大光学对比度为65.2%,着色和褪色过程响应时间分别仅为6.5,4.9 s,经历1 000次恒电位跃迁后光学对比度保留率高达97.7%,着色效率高达124.6 cm^(2)·C^(-1)。

关键词：电致变色银纳米线导电网络聚苯胺

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基于容性耦合的钢轨压力传感器电磁干扰分析

仪器仪表学报 2024年第4期45卷 317-324页

作者：杨阳朱峰西南交通大学电气工程学院成都611756 四川建筑职业技术学院机电与信息工程系德阳618000

目前随着弱电装置在铁路通信、传感测量等方面的普及,电磁干扰问题越来越引起人们的重视,但是关于电磁干扰机理的耦合分析等方面的工作开展较少。本文针对一则典型的钢轨压力传感器电磁干扰问题,从干扰源排查入手,建立了电源线与信号线... 详细信息

目前随着弱电装置在铁路通信、传感测量等方面的普及,电磁干扰问题越来越引起人们的重视,但是关于电磁干扰机理的耦合分析等方面的工作开展较少。本文针对一则典型的钢轨压力传感器电磁干扰问题,从干扰源排查入手,建立了电源线与信号线的容性耦合物理模型,提取线缆间分布电容参数,定量分析了耦合电场大小;同时找出干扰源,确定为电源线容性耦合导致的串扰电压干扰,给出了相应抑制干扰的措施,该分析与实测相符合。研究结果表明,接地装置对电源线地线的电磁干扰影响很大,从而进一步影响了信号线的信号电压。当接地电阻的埋入深度从0.1 m增加到0.6 m时,电源线的干扰电压得到了抑制;信号线的连接端头是容易耦合到外界电磁干扰的薄弱环节,是改善屏蔽效能的关键点。本文所提出的关于容性耦合的机理分析、计算方法、以及传感器信号的电磁干扰抑制措施,能够为今后电气设备的电磁干扰分析抑制提供普遍的借鉴意义。

关键词：容性耦合电磁干扰压力传感器串扰电压

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模型失配下风力涡轮机故障数据驱动诊断策略

机械设计与制造 2024年

作者：陈昉赵嘉媛湖北三峡职业技术学院机电工程学院

水平轴风力涡轮机系统在控制模型与实际数据失配工况下，系统任何运行故障事件都会导致系统偏离其目标并造成性能恶化的问题。因此，提出一种模型失配下的风力涡轮机故障的数据驱动诊断策略，以在存在模型-现实不匹配和建模误差效应的... 详细信息

水平轴风力涡轮机系统在控制模型与实际数据失配工况下，系统任何运行故障事件都会导致系统偏离其目标并造成性能恶化的问题。因此，提出一种模型失配下的风力涡轮机故障的数据驱动诊断策略，以在存在模型-现实不匹配和建模误差效应的工况下，能够实现优良的故障诊断性能。首先建立水平轴风力涡轮机系统的基准模型，并对系统故障场景和故障敏感度分析进行介绍，接着利用数据驱动诊断策略构建系统的故障估计器，并提出了Takagi-Sugeno模糊(TS FS)诊断策略和神经网络非线性自动回归外源输入(NARX NN)诊断策略，最后通过仿真和HIL硬件在环实验对所提出的风力涡轮机故障的数据驱动诊断策略进行了验证，并与已有的非线性几何方法自适应滤波器（NLGA-AF）、模糊递归识别（RFS）和滑模观察器（SMO）进行了比较，实验结果表明，所提出的诊断方案能够更好地应对存在模型-现实不匹配和建模误差效应的工况，并保持优良的鲁棒性和可靠性。

关键词：风力涡轮机模型失配数据驱动诊断故障诊断鲁棒性

电机电流瞬时频率极坐标视图及其在RV齿轮箱故障诊断中的应用

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振动工程学报 2024年

作者：徐凯伍星王东晓柳小勤昆明理工大学机电工程学院云南机电职业技术学院

电机电流监测系统凭借非侵入式、成本低的优势受到了广泛关注，但常用的电流频谱分析容易受到固有谐波以及安装误差的影响，并且高幅值基频会弱化故障特征。为了揭示齿轮故障导致的啮合刚度的降低对电机电流的频率调制规律，建立了包含... 详细信息

电机电流监测系统凭借非侵入式、成本低的优势受到了广泛关注，但常用的电流频谱分析容易受到固有谐波以及安装误差的影响，并且高幅值基频会弱化故障特征。为了揭示齿轮故障导致的啮合刚度的降低对电机电流的频率调制规律，建立了包含故障齿轮啮合刚度的电机电流模型，并推导了瞬时频率表达式。针对传统时频分析方法瞬时频率估计精度低的缺点，提出了基于高阶同步压缩变换（HSST）的瞬时频率极坐标视图方法提取齿轮故障特征。该方法通过检测与故障齿啮合周期同步的频率调制特征来直观地展示齿轮箱故障，避免了固有谐波和基频的干扰，具有齿轮故障特征的唯一性。通过对RV齿轮箱实验台的电机电流信号分析，验证了所提出电机电流模型与故障特征分布规律的准确性，以及基于HSST的瞬时频率极坐标视图诊断齿轮箱故障的有效性。

关键词： RV齿轮箱电机电流分析高阶同步压缩变换啮合刚度瞬时频率极坐标视图

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γ-Fe中氢扩散行为的第一性原理研究

原子与分子物理学报 2024年第3期41卷 135-143页

作者：汤伟杰王红英李志军深圳职业技术学院工业训练中心深圳518055 深圳职业技术学院机电工程学院深圳518055

不锈钢中氢脆问题一直是研究者们关注热点,然而至今为止,对于钢中合金元素及空位与H原子之间的作用机理依然不清晰.采用第一性原理方法研究了H原子在不同体系下γ-Fe(Fe8H、Fe7Cr/MoH、Fe7H)的扩散激活能、扩散系数以及扩散过渡态,对比... 详细信息

不锈钢中氢脆问题一直是研究者们关注热点,然而至今为止,对于钢中合金元素及空位与H原子之间的作用机理依然不清晰.采用第一性原理方法研究了H原子在不同体系下γ-Fe(Fe8H、Fe7Cr/MoH、Fe7H)的扩散激活能、扩散系数以及扩散过渡态,对比了H原子在不同体系γ-Fe中的扩散难易程度,并从电子结构层次解释其相互作用.研究结果表明,空位的存在会改变H原子在γ-Fe中的扩散路径.在含空位的晶胞中H原子稳定存在于空位附近的近四面体间隙中,并沿空位附近的四面体间隙或八面体到四面体间隙路径扩散.γ-Fe中空位对H原子的影响是局域性的,一方面是捕获H原子的陷阱;另一方面降低了H原子的扩散激活能,促进H原子的扩散.而Cr/Mo的掺杂会降低空位对H原子的束缚,也会抑制H原子的扩散.

关键词：第一性原理氢扩散 γ-Fe 扩散激活能电子结构

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打印机滚筒导板多点浇口注塑模设计

工程塑料应用 2024年第2期52卷 94-100页

作者：张雁亭梁蓓肖国华程文孙友浙江工商职业技术学院机电工程学院浙江宁波315012 宁波职业技术学院阳明学院浙江宁波315408 天津机电职业技术学院机械学院天津300350

针对打印机滚筒导板塑件的工业设计结构特点及使用改性合金聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料成型的生产要求,设计了一副多点点浇口三板模具用于该塑件的注射成型。模具中的模腔布局为一模一腔,以使塑件成型精度控制在MT3~4级。不同于... 详细信息

针对打印机滚筒导板塑件的工业设计结构特点及使用改性合金聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料成型的生产要求,设计了一副多点点浇口三板模具用于该塑件的注射成型。模具中的模腔布局为一模一腔,以使塑件成型精度控制在MT3~4级。不同于常规三板模具,在该模具中采取了以下设计措施来保证塑件的成型要求:一是通过主导柱、副导柱、模仁定位锥台等的设置,保证了塑件基本成型尺寸的成型精度;二是通过增加镶件排气措施、优化注射成型工艺参数等措施,有效降低和控制了塑件成型后的变形量,保证了塑件的成型形状精度,所增设的成型镶件有益于模腔排气,镶件间隙小于0.02 mm,镶件设计时须设计孔边扩距为1 mm,以降低镶件配模难度,避免镶件间隙飞边发生;三是为提高流道废料和塑件的冷却效率,脱料板中开设有2条?10 mm冷却水路,模腔成型件中开设有10条?10 mm冷却水路。模具中还设置了2个斜导柱滑块侧抽芯机构用于塑件两侧端面的脱模,塑件的最终脱模由多根顶针均衡顶出脱模。

关键词：打印机滚筒导板工业设计注射成型模具设计三板模

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油液弹性模量对闭式泵控马达系统特性的影响

机械设计与制造 2024年

作者：高攀郑孟冬李玉王强重庆工贸职业技术学院机电工程系重庆航天职业技术学院机电工程系重庆理工大学信息科学与工程学院重庆爱特佳自动化控制股份有限公司

油液弹性模量对液压系统动态特性的影响不可忽略，尤其是高压工况下。以闭式泵控马达液压系统为测试对象，测试了各个油液弹性模量条件下的系统动态响应性能，同时利用控制器来完成优化过程。研究结果表明：系统在3种油液弹性模量下都... 详细信息

油液弹性模量对液压系统动态特性的影响不可忽略，尤其是高压工况下。以闭式泵控马达液压系统为测试对象，测试了各个油液弹性模量条件下的系统动态响应性能，同时利用控制器来完成优化过程。研究结果表明：系统在3种油液弹性模量下都可以保持稳定状态；在油液弹性模量为1396与1593 MPa时，形成了非常接近的时域参数，都没有发生超调的现象，上升与调整时间一致，而频域指标存在一定的差异，此时系统获得了较大幅值裕度与相位裕度，达到了更稳定状态。对油液弹性模量为1396 MPa的系统进行优化，经过优化处理的系统上升控制过程与调整的时间依次是1.55 s与5.32 s，与初始系统相比都发生了大幅缩短。利用控制器来显著提升系统响应能力，并且超调量也能够达到设计要求。该研究对相关液压系统的动态特征分析以及精确控制具有很好的指导价值。

关键词：油液弹性模量闭式系统动态响应泵控马达系统优化