多孔材料溫度場模擬及在大壩保溫中的應(yīng)用.pdf

1、保溫隔熱是土木工程、航空航天、能源動力、電氣電子等工程中普遍關(guān)注的問題。建筑外墻保溫問題、大體積混凝土結(jié)構(gòu)抗裂問題、高溫環(huán)境下對溫度敏感的儀器設(shè)備的熱保護問題、電子器件散熱問題等均需要有效隔熱和積極散熱措施。多孔材料同時具備輕質(zhì)、多功能和可設(shè)計等特點，在滿足其他功能的同時具有良好的防熱性能。多孔材料隔熱、強化傳熱等性能分析與研究以及以其為基礎(chǔ)的散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化，具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。
　　在這一需求的牽動下，本文主要研究了

2、考慮輻射和傳導(dǎo)等影響的多孔材料熱傳輸性能的表征方法，建立了考慮輻射影響的閉孔隨機分布多孔材料熱性能分析的方法，分析了材料的表征特征對溫度場的影響，研究大壩常用保溫材料的應(yīng)用，并結(jié)合三峽大壩保溫材料的選擇，建立相應(yīng)的有限元模型，模擬不同材料的應(yīng)用，主要內(nèi)容包括：
　　（1）考慮輻射的多孔材料傳熱性能表征的多尺度方法。以閉孔類多孔材料高溫隔熱應(yīng)用為背景，建立了考慮輻射的傳熱性能表征的隨機分布多孔介質(zhì)模型。該方法首先利用具有嚴(yán)格數(shù)學(xué)理論

3、的均勻化方法計算具有周期性分布的空心材料的傳熱性能，得到了純導(dǎo)熱時的等效傳熱系數(shù)和空心材料較為精確的溫度場。在此基礎(chǔ)上，計算了多孔材料等效輻射傳熱系數(shù)。
　　（2）研究大壩結(jié)構(gòu)常用多孔保溫材料，著重對模塑聚苯乙烯泡沫塑料，擠塑聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料和膨脹珍珠巖保溫材料進行了微觀特性的研究。
　?。?）本文結(jié)合三峽大壩三期工程的保溫材料的選擇案例，對不同材料的傳熱特性進行分析，得到相應(yīng)的數(shù)值模擬結(jié)果。并根據(jù)不同保