热传导方程在材料导热系数测量中的应用开题报告

 2021-08-08 12:08

全文总字数:1546字

1. 研究目的与意义

经济进步、社会发展都与能源密切相关,能源是重要的发展支柱。

随着国家工业化进程的不断推进,能源的需求也日益加大,但地球可供使用的部分能源正在逐渐枯竭,目前最有效的手段就是开发新能源的同时节约能源。

为了直接、有效的降低能源消耗,对于材料导热系数的准确测量就显得尤为重要。

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2. 国内外研究现状分析

自从 1822 年法国科学家傅里叶提出著名的傅里叶导热定律后,导热系数测试工作从此开展。

欧洲在这方面发展的比较早,在 19 世纪 90 年代末,德国科学家已经用保护热板法测量过绝热材料的导热系数的导热系数,自上世纪中后期随着计算机的出现以及自动化技术的发展,导热系数测试发展到一个新阶段,测量精度更高,温度控制逐步自动化,数据分析系统的引入使测量自动化也得以实现。

并且随着数值计算的发展分支出通过建模和理论方法来计算物质的导热系数。

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3. 研究的基本内容与计划

本文从以下几个方面对热传导方程在材料导热系数测量中的应用进行研究。

1)根据实验条件,利用有限元差分法求解稳定温度场情况下的热传导方程,计算实验样品的传热率和散热盘散热率。

2)利用稳态法,求解散热盘二次加热后,散热时温度随时间的改变,进而根据降温曲线求稳定温度点的温度梯度,根据散热盘的散热率,求出待测样板的导热系数。

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4. 研究创新点

本课题研究热传导方程在材料导热系数测量中的应用的方法,创新点如下:将传统的实验室测量导热系数的过程搬运到物理仿真软件COMSOL中。

设定参数、建立模型,在软件中测量出待测板的导热系数。

这个过程方便快捷,可以避免现实生活做实验的过程中带来的一些影响误差的不必要因素。

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