王星
,
王玉璋
材料导报
基于Monte Carlo随机摆放方法,建立颗粒填充型两相复合材料的随机分布模型.应用有限差分法对导热微分方程进行离散,获得差分格式的热传导方程.将复合材料模型中的微观随机结构单元的数据信息导入计算机,应用循环迭代法对差分格式热传导方程进行求解,实现了对二维稳态导热温度场的数值模拟.采用此方法对可以理论求解的特殊情形进行模拟验证,结果表明其准确可靠.同时模拟了导热增强颗粒含量、颗粒与基体的导热系数比对复合材料有效导热系数的影响,并将模拟结果与Maxwell-Eucken、Bruggeman模型进行了比较,发现该方法的模拟结果在低填充量时与Maxwell-Eucken模型、在高填充量时与Bruggeman模型吻合良好.研究表明所述方法能够较好地计算颗粒填充型复合材料的导热系数.
关键词:
颗粒填充型复合材料
,
有效导热系数
,
Monte Carlo方法
,
有限差分法
,
数值计算
,
Maxwell-Eucken模型
,
Bruggeman模型
聂少云
,
王冬磊
,
路中华
材料热处理学报
基于气凝胶的微观结构特点,建立了开孔蜂窝纳米空隙结构模型,分别针对方形和圆形截面推导出结构各部分热流,并由傅立叶定律得到其总的热流.结合固相导热,气相导热和辐射热传导,最终得到气凝胶总的等效导热率,并将计算结果与文献进行对比.结果表明,本文的结构模型与实验结果有较好的一致性.
关键词:
气凝胶
,
等效导热率
,
蜂窝结构
,
隔热材料
毕成
,
唐桂华
,
胡子君
,
李俊宁
工程热物理学报
通过数值方法对多种三维有序结构多孔材料在常温条件下的气相、固相导热过程进行耦合求解,获得了不同结构的材料的有效热导率,所获得的有效热导率在材料密度低于170 kg/m3时,与实验结果符合较好.建立了多孔材料吸附水蒸气的耦合传热模型,研究了水蒸气的吸附量对二氧化硅气凝胶有效热导率的影响规律,结果表明:二氧化硅气凝胶含湿率增加1％,会使其有效热导率增加,其增幅约为材料固相热导率的2％.
关键词:
气凝胶
,
有效热导率
,
有序结构多孔材料
,
含湿率
黄丛亮
,
冯妍卉
,
张欣欣
,
李静
,
张琳
,
王戈
工程热物理学报
本文首先使用Callaway热导率模型对SiO_2纳米颗粒的热导率进行了近似计算,然后耦合堆积纳米孔隙内的导热和辐射、颗粒接触热阻,基于颗粒堆积单元结构模型的一维传热分析,最终推导得到了颗粒堆积有效热导率关于颗粒直径和温度、堆积孔隙率、颗粒热导率、气相热导率、辐射传热和接触热阻的关系式,并用该式进行了相关讨论。研究结果表明,对于纳米颗粒堆积,界面接触热阻不容忽略;在低孔隙率和颗粒不参与辐射的条件下,由于受到接触热阻的影响,存在最佳孔隙率（或密度）使得堆积热导率存在最大值。
关键词:
纳米颗粒堆积
,
接触热阻
,
有效热导率
,
二氧化硅纳米粉末
董源
工程热物理学报
热整流现象是近年来在纳米系统中发现的一种特殊热传导现象,具有重要的应用前景,但是缺乏明确的物理解释和宏观物理图像.本文基于热质理论将导热过程与流体力学相类比,论证了热质运动的空间惯性力可以导致非对称导热介质中的热整流现象,并举例分析了硅纳米薄膜中的热整流效应.热质理论预测的热整流系数可达40％,足以满足构建热晶体管或者逻辑门的需求.
关键词:
热质理论
,
热整流现象
,
纳米薄膜
,
等效热导率
张彪
,
齐宏
,
阮立明
工程热物理学报
本文对于二维多孔热密封材料的有效导热系数模拟提出一种简单有效的方法,它可以模拟介于固相连续和固相不连续之间的任何形式的孔隙分布结构,通过类比多孔渗流模型得出一种相关系数,再根据热阻串并联的关系计算四种可计算模型的有效导热系数,通过相关系数得到具体模型的有效导热系数。本文的模拟方法可以控制孔隙率、孔径、孔隙分布、温度等影响有效导热系数的重要参数,考虑了辐射的影响,而且模拟简单,计算快速,模拟结果与文献中实验的结果相比较能很好的吻合,验证了本文方法的正确性。
关键词:
有效导热系数
,
多孔介质
,
固相不连续
,
热密封材料
段彦军
,
王焕光
,
陶毓伽
,
淮秀兰
,
曲伟
工程热物理学报
通过恒温烘烤对氨-不锈钢热管恒温特性进行了试验研究,其中烘烤温度为270℃.试验结果发现,烘烤过程中有不凝性气体产生,约占总工质质量的0.8％;不凝性气体对热管的影响只与热管工作温度有关,温度低时影响较大,温度升高影响迅速减小;此外,烘烤过程中热管表现出热管效应,与同尺寸同工况下的铝棒相比,氨-不锈钢热管传热能力优越,对温度变化反应灵敏,最高有效导热系数约为壳体材料的159倍,有效导热系数和密度之比约为壳体材料的309.9倍.
关键词:
氨-不锈钢热管
,
热管效应
,
不凝性气体
,
有效导热系数
,
相变
张虎
,
李增耀
,
丹聃
,
陶文铨
工程热物理学报
本文对自由空间和多孔介质内气相热导率进行了理论研究,采用基于瞬态平面热源法的Hot Disk热常数分析仪实现了0.01 Pa～1 MPa压力范围内纳米多孔材料等效热导率的准确测试.实验研究了温度、压力对纳米多孔材料等效热导率的影响规律,并剥离获得了气相导热对纳米多孔材料等效热导率的贡献.结果表明:纳米多孔材料的等效热导率随气氛压力的升高而迅速增加,实验剥离的纳米多孔材料中气相导热的贡献要高于纳米多孔材料中的气相热导率,压力越高,差别越大,在1 MPa时高于自由空间中的气相热导率;温度对纳米多孔材料中气相导热的影响在压力高于400 kPa时比较明显.
关键词:
气相热导率
,
纳米多孔材料
,
等效热导率
,
气相导热贡献
施娟
,
陈振乾
,
施明恒
工程热物理学报
导热对研究冷刀治疗的传热过程很重要.为了对冷刀治疗热过程有更好的理解,本文研究了生物组织的当量导热系数以及相关因素对当量导热系数的影响.将生物组织视为多孔介质,包括血管和正常组织两部分.建立了血管的分形模型,通过分形维的概念得到血管树的当量导热系数,采用盒计数法得到生物组织的当量导热系数.研究结果表明血管树的形状对组织的当量导热系数有很大的影响.
关键词:
生物组织
,
分形
,
当量导热系数
,
多孔介质
何超
,
何雅玲
,
谢涛
,
刘清
工程热物理学报
对于纤维增强SiO2气凝胶复合隔热材料的等效热导率,以往主要通过提出简化结构之后利用等效电路方法进行理论求解.本文提出一种纤维结构的计算机随机生成方法,生成了不同的纤维-气凝胶复合材料等效结构单元;采用三维格子Boltzmann模型求解该等效结构的温度场,并计算了复合材料常温下的等效热导率.本文数值预测结果与理论计算结果及相关实验结果吻合良好,表明本文模型能够有效地预测纤维-气凝胶复合材料的等效热导率.
关键词:
SiO2气凝胶
,
复合隔热材料
,
结构生成
,
格子Boltzmann方法
,
等效热导率
