泡沫金属导热-辐射耦合传热的相似分析

摘要

泡沫金属结构的复杂性使得对其导热-辐射耦合传热条件下有效导热系数的变化规律及影响机理的分析变得极为困难。带壁厚的圆管可认为由若干圆管元胞轴向排列而成的一种广义多孔介质，其导热-辐射耦合传热过程与泡沫金属相似，且圆管结构简单，便于进行理论分析。本文对圆管模型内的导热-辐射耦合传热过程进行了相似性分析，导出了一组影响等效导热系数的无量纲相似准则数。然后基于中心剖球的六面体元胞简化模型，通过直接模拟泡沫金属内的导热-辐射耦合传热过程求解其等效导热系数，研究了本文导出的无量纲相似准则数对泡沫金属内导热-辐射耦合传热过程的影响，并与圆管模型下的影响规律进行了对比验证。结果表明三维简化模型与圆管模型下各无量纲数对等效导热系数的影响规律一致，表明本文导出的无量纲相似准则数可用于泡沫金属内导热-辐射耦合传热机理分析。