多孔介質(zhì)金屬泡沫十四面體模型的研究.pdf

1、多孔介質(zhì)金屬泡沫由于其比表面積大、導(dǎo)熱性能高，具有優(yōu)良的傳熱強化功能，被廣泛應(yīng)用于高效換熱器以及節(jié)能環(huán)保等領(lǐng)域。同時，對多孔介質(zhì)金屬泡沫的傳熱及流動的研究也越來越引起了眾多學(xué)者的關(guān)注。
　　多孔介質(zhì)金屬泡沫雜亂無序的結(jié)構(gòu)，使其傳熱過程中的流動及傳熱規(guī)律錯綜復(fù)雜，尤其在兩能量方程的數(shù)值計算中，更是無法確定網(wǎng)格節(jié)點與真實多孔介質(zhì)對位的問題。針對多孔介質(zhì)金屬泡沫的這些特點以及文獻(xiàn)資料中存在的問題，本研究擬構(gòu)建一個與真實多孔介質(zhì)金屬泡沫形

2、態(tài)相近的幾何規(guī)則的物理模型，并基于流動與傳熱一致性原則，確定模型的結(jié)構(gòu)參數(shù)及相關(guān)物理參數(shù)。
　　本文建立了與金屬泡沫形態(tài)相近的十四面體模型，提出了相應(yīng)的代表性單元體。基于分形理論的基礎(chǔ)和判據(jù)，用分形理論得到真實多孔介質(zhì)的孔隙率和滲透率表達(dá)式?；谑拿骟w的結(jié)構(gòu)特征，分析孔隙率和面孔隙率，并對比其他模型，討論面孔隙率表達(dá)式的適用性，并提出十四面體模型的滲透率表達(dá)式。
　　遵循一致性原則，使構(gòu)建的十四面體模型所表征的流動和傳熱等

3、相關(guān)特征物理量與真實多孔介質(zhì)對應(yīng)的物理量相等或基本一致，通過這些特征物理量相等的關(guān)系，建立真實多孔介質(zhì)和十四面體模型的聯(lián)系，從而確定模型的結(jié)構(gòu)參數(shù)。同時，將十四面體模型滲透率表達(dá)式的計算結(jié)果同其他學(xué)者的實驗數(shù)據(jù)的對比，討論十四面體模型滲透率表達(dá)式的有效性。
　　根據(jù)十四面體的結(jié)構(gòu)特點，分析模型的等價熱阻，由傳熱的熱阻一致性原則，得到了金屬泡沫的有效導(dǎo)熱面積和等價導(dǎo)熱系數(shù)。由實驗測得的金屬泡沫的熱阻，計算金屬泡沫的等價導(dǎo)熱系數(shù)。