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《復合相變材料相變焓計算問題》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在應用文檔-天天文庫。
1、為了適應公司新戰(zhàn)略的發(fā)展,保障停車場安保新項目的正常、順利開展,特制定安保從業(yè)人員的業(yè)務技能及個人素質(zhì)的培訓計劃復合相變材料相變焓計算問題 泡沫金屬基復合相變材料的有效導熱系數(shù)研究 徐偉強,袁修干 摘要:為了更有效地預測泡沫金屬基復合相變材料(compositephasechangematerial,CPCM)的導熱性能,提出了一種新的CPCM相分布模型,以此為基礎建立了帶有空穴子模型的簡化傳熱模型,并利用等效熱阻法推導得到泡沫金屬基CPCM有效導熱系數(shù)的通用計算式。本文傳熱模型考慮了相變過程中相變材料的體積變化和空
2、穴分布的影響,使得有效導熱系數(shù)的計算結(jié)果更加符合實際。 關(guān)鍵詞:泡沫金屬基復合相變材料;有效導熱系數(shù);空穴 中圖分類號:TB333,TK123文獻標識碼:A文章編號:目的-通過該培訓員工可對保安行業(yè)有初步了解,并感受到安保行業(yè)的發(fā)展的巨大潛力,可提升其的專業(yè)水平,并確保其在這個行業(yè)的安全感。為了適應公司新戰(zhàn)略的發(fā)展,保障停車場安保新項目的正常、順利開展,特制定安保從業(yè)人員的業(yè)務技能及個人素質(zhì)的培訓計劃 然而文獻[1]中各向異性的隨機結(jié)構(gòu)模型和文獻[2]的顆粒填充式模型都與泡沫金屬基CPCM的微觀結(jié)構(gòu)差異較大;文獻[1
3、]的離散迭代求解需要大量的節(jié)點信息存儲空間,并產(chǎn)生很大計算量;而利用分形模型計算時,確定多孔介質(zhì)的局部分形維數(shù)不僅過程復雜,且計算量大;尤其重要的是上述幾種方法都無法解決泡沫金屬基CPCM中PCM在相變時的體積變化和空穴分布對有效導熱系數(shù)計算的影響。本文針對泡沫金屬基CPCM的微觀結(jié)構(gòu)特征提出了一種新的復合材料相分布模型—立體骨架式相分布,在此基礎上建立了泡沫金屬基CPCM的傳熱模型,并且在傳熱模型中增加空穴子模型使得傳熱過程的描述更接近于實際,然后利用等效熱阻法推導得到了有效導熱系數(shù)的計算式。 1引言 泡沫金屬基CP
4、CM是一種由泡沫金屬和PCM復合而成的新型功能材料。泡沫金屬具有獨特的多孔結(jié)構(gòu)和優(yōu)異性能,PCM被分散成小顆粒儲藏在泡沫金屬孔隙中,金屬骨架起到強化傳熱作用,能顯著提高PCM的導熱系數(shù);而PCM中的空穴也因為毛細作用分散在孔隙中,避免了因空穴集中而產(chǎn)生的局部熱阻和熱應力。 由于泡沫金屬基CPCM復雜的多孔結(jié)構(gòu),傳統(tǒng)研究方法很難準確計算其導熱系數(shù)。張海峰[1]等人用隨機生成的空間結(jié)構(gòu)模擬各向異性的顆粒彌散型復合材料,采用熱阻網(wǎng)絡法直接迭代求解得到復合材料的導熱系數(shù)。曾竟成[2]將復合材料的復合狀態(tài)劃分為平行板式、連續(xù)增強式
5、和顆粒填充式三種相分布模型,分別給出了三種相分布狀態(tài)下復合材料有效導熱系數(shù)的計算式。祁先進在泡沫金屬基CPCM的導熱性能研究中,直接采用了曾竟成的顆粒填充式相分布模型以及相應的有效導熱系數(shù)計算式。目的-通過該培訓員工可對保安行業(yè)有初步了解,并感受到安保行業(yè)的發(fā)展的巨大潛力,可提升其的專業(yè)水平,并確保其在這個行業(yè)的安全感。為了適應公司新戰(zhàn)略的發(fā)展,保障停車場安保新項目的正常、順利開展,特制定安保從業(yè)人員的業(yè)務技能及個人素質(zhì)的培訓計劃 近年來,Pitchumani[4]和Sabau[5]等人將分形理論引入多孔介質(zhì)有效導熱系數(shù)
6、的研究中,陳永平、張新銘[7]、俞自濤[8]等人又分別將分形模型應用于土壤、石墨泡沫和木紋橫紋等多孔結(jié)構(gòu)的有效導熱系數(shù)計算中,為多孔介質(zhì)有效熱物性的理論預測開辟了一條新路?! 6] [3] 2泡沫金屬基CPCM傳熱模型 立體骨架式相分布模型 圖1的掃描電鏡照片顯示了典型泡沫金屬材料的微觀結(jié)構(gòu),可以看到相互連通的孔隙部分占到了泡沫金屬材料的絕大部分空間,其間的金屬基體材料呈立體骨架結(jié)構(gòu)。不同孔隙單元的結(jié)構(gòu)并不完全相同,但是從較大范圍來看則具有相似特性?! D1泡沫金屬材料的掃描電鏡照片 Fig1SEMphotog
7、raphoftypicalmetalfoammaterial 泡沫金屬材料微觀結(jié)構(gòu)的均勻性和各向同性帶來其導熱過程的各向同性。針對這些特性對其結(jié)構(gòu) 基金項目:國家自然科學基金資助項目 通訊作者:徐偉強,xwq@,010-,作者簡介:徐偉強,男,浙江新昌人,在讀博士,主要從事相變蓄熱技術(shù)、相變材料強化傳熱的研究。目的-通過該培訓員工可對保安行業(yè)有初步了解,并感受到安保行業(yè)的發(fā)展的巨大潛力,可提升其的專業(yè)水平,并確保其在這個行業(yè)的安全感。為了適應公司新戰(zhàn)略的發(fā)展,保障停車場安保新項目的正常、順利開展,特制定安保從業(yè)人員的
8、業(yè)務技能及個人素質(zhì)的培訓計劃 進行簡化,本文提出了泡沫金屬基CPCM的立體骨架式相分布模型,如圖2所示:研究選取的孔隙單元為立方體,中間為填充的相變材料,四周為由正方形直棱柱組成的金屬骨架。 圖2泡沫金屬基CPCM孔隙單元模型Fig2ModelofmetalfoammatrixCPCM’scell