聚合物材料導熱系數估算方法的研究-畢業(yè)論文

1、青島科技大學本科畢業(yè)設計（論文）1前言聚合物材料以其優(yōu)良的性能，越來越被廣泛的應用于社會生活的各個方面。然而，大多數高分子材料受熱過程中表現出多變的物理化學性質，給材料的科學研究和應用帶來巨大的困難，這在客觀上限制了高分子材料的研究和應用；同時，高分子的優(yōu)良性能又促進其研究與應用。這為高分子的材料的熱物性研究提供了可能性和必要性。對于高分子材料（固體聚合物）受熱后的不穩(wěn)定傳熱過程進行分析與模擬，是研究高分子材料的燃燒特性的一個重要方面。

2、應用計算傳熱學知識來研究和解決材料復雜的實際傳熱問題，是一個有效方法與途徑。傳熱過程包羅萬象，十分復雜，給實驗研究工作帶來了很大的困難。長期以來，火災科學研究工作者一直在尋找一種能夠比較準確且簡便可行的測試方法來評估火災中釋放的熱能，特別是熱釋放速率。真實火災一般是處于一個開放的體系中，使用傳統(tǒng)上測定燃燒體系溫度的方法需要對燃燒體系進行絕熱處理，儀器設計復雜，造價昂貴，而且使用起來往往也不很方便，因而進展一直不大。計算傳熱學是研究用數值

3、方法求解傳熱問題的一門科學。它根據需要求解的實際問題建立合理的數學模型，利用離散化處理的數值方法，再通過使用計算機高級語言編程，以電子計算機作為工具來求解傳熱問題的，與工程實踐具體相結合的一門應用基礎科學。它的主要優(yōu)點是：能以較少的費用和較短的時間預測出有實用意義的研究結果。對投資大、周期長的實驗研究課題來說，這個優(yōu)點更為突出。計算傳熱學與實驗傳熱學相結合，不僅有助于實驗方案的設計和改進，減少實驗工作量和縮短實驗周期，而且推動和促進了實

4、驗傳熱學的研究，并可加深對物理概念和實驗機理的理解。本文正是基于錐形量熱儀實驗方法，建立火災環(huán)境中材料加熱過程的數學模型，根據數學模型估算材料的熱物性參數（導熱系數），或者從現有手冊中查出該材料另外一些熱物性參數（主要是導熱系數值），利用數值分析方法（如拉格朗日插值法或其他方法）來擬合關系式，應用計算機模擬計算，研究燃燒過程中材料的不穩(wěn)定傳熱過程，應用計算傳熱學知識來研究和解決材料復雜的實際傳熱問題。作者利用傳熱的原理，通過對材料燃燒過

5、程的前期階段青島科技大學本科畢業(yè)設計（論文）31.綜述對傳熱問題進行數值計算，和用其它理論求解方法一樣，只有當實際的傳熱問題可以給出數學描述時，才能進行理論預測。因此，對給定的傳熱問題，首先是要寫出它的控制方程和定解條件，有了這個前提，才能利用正確的數值方法，借助于數字計算機，得到反映傳熱過程內涵的數值結果，獲得其各種條件等對系統(tǒng)內的溫度分布及其變化規(guī)律等的影響。應用計算傳熱學解決問題的步驟：（1）建立傳熱問題的物理、數學模型。（2）數

6、學模型進行有效的離散化。（3）對離散化后的數學模型采用計算機工具編程、模擬實現。1.1傳熱問題的基本方程傳熱過程按其傳熱方式可分為三種：熱傳導、對流換熱、熱輻射。(1)熱傳導：在沒有相對運動的介質中，由于溫度梯度的存在，引起了介質內部之間的能量傳遞，即所謂的熱傳導過程。傳熱過程中，通過某一截面的熱流密度可用傅里葉定律表達，即：（式11）nTkq????式中：k為介質的導熱系數；n為截面的外法線方向；T為溫度。利用方程（式221），就可推