【摘要】：目的設計一種以降低表面熱輻射為主的疏導式熱控結構,通過對疏導式熱控結構的熱性能進行仿真計算與試驗,探討其溫度場分布影響因素。方法采用FLUENT軟件,仿真分析了該熱控結構在熱源200℃時,隔熱材料和通風條件對流場及溫度場的影響。采用5 mm厚、導熱系數(shù)為0.036 W/(m·K)的隔熱材料和1 mm厚的純鋁板,制備了總厚度為100 mm的疏導式熱控結構,測試在熱源200、300、400℃時,距隔熱層表面0、5、15、35、55、75、95 mm平面內和熱控結構外表面的溫度,并與仿真計算結果進行了對比。結果在不通風條件下,熱源為200、300、400℃時,熱控結構外表面的溫度分別為48.1、66.8、87.9℃;在5 m/s通風條件下,熱源為200、300、400℃時,熱控結構外表面的溫度分別為36.5、39.8、47.4℃。結論仿真計算獲得的溫度值與實測值一致,疏導空間內部受熱量輻射的影響隨高度的增大逐漸減小,適當采用氣體對流機制能夠顯著降低疏導空間和熱控結構外表面的溫度。
【圖文】：

?本文設計了一種以降低表面熱輻射為主的疏導式熱控結構，建立了該結構的傳熱模型[13—15]，應用FLUENT軟件進行了傳熱分析，獲得了熱源200℃時疏導空間的流場及溫度常采用5mm厚、導熱系數(shù)為0.036W/(m·K)的隔熱材料和1mm厚的純鋁板，制備了總厚度為100mm的疏導式熱控結構，并測試熱源200、300、400℃時，距隔熱層表面0、5、15、35、55、75、95mm平面內和熱控結構外表面的溫度，，為疏導式熱控結構在紅外抑制等工程領域的應用提供了依據(jù)。1疏導式熱控結構為了實現(xiàn)熱量的合理控制，設計了新型疏導式熱控結構，如圖1所示。該結構采用疏導式結構與隔熱材料一體化組合，可以通過設計隔熱材料、疏導通道、氣體流量等主要參數(shù)，對疏導式熱控結構進行優(yōu)化。本文采用5mm厚隔熱材料、1mm厚純鋁板，制備了總厚度為100mm的疏導式熱控結構，如圖2所示。隔熱材料的參數(shù)如表1所示。圖1疏導式熱控結構示意圖Fig.1Schematicofleadingthermalcontrolstructure圖2疏導式熱控結構Fig.2Theleadingthermalcontrolstructure表1隔熱材料參數(shù)Tab.1Parametersoftheinsulationmaterials厚度/mm面密度/(kgm2)導熱系數(shù)/(Wm1K1)52.900.0362疏導式熱控結構傳熱模型基于疏導式熱控結構模型和溫度場的對稱性特點，利用GAMBIT軟件建立了如圖3所示的平面幾何模型和網(wǎng)格劃分。該模型由純鋁外殼、疏導空間、隔熱層、熱源四部分組成。由于幾何模型較規(guī)則，且能保證有限元模型有較好的收斂性，因此采用了四節(jié)點平面單元。各個部分的交界處進行網(wǎng)格加密，其余部位采用較小的網(wǎng)格密度，從而有效提高仿真精度，同時控制計算規(guī)模，節(jié)約計算時間。根據(jù)分析，對各部分界面施加合理的邊界條件，見表2。綜合考慮計算收斂性與經濟性，選用標準k-?

1mm厚的純鋁板，制備了總厚度為100mm的疏導式熱控結構，并測試熱源200、300、400℃時，距隔熱層表面0、5、15、35、55、75、95mm平面內和熱控結構外表面的溫度，為疏導式熱控結構在紅外抑制等工程領域的應用提供了依據(jù)。1疏導式熱控結構為了實現(xiàn)熱量的合理控制，設計了新型疏導式熱控結構，如圖1所示。該結構采用疏導式結構與隔熱材料一體化組合，可以通過設計隔熱材料、疏導通道、氣體流量等主要參數(shù)，對疏導式熱控結構進行優(yōu)化。本文采用5mm厚隔熱材料、1mm厚純鋁板，制備了總厚度為100mm的疏導式熱控結構，如圖2所示。隔熱材料的參數(shù)如表1所示。圖1疏導式熱控結構示意圖Fig.1Schematicofleadingthermalcontrolstructure圖2疏導式熱控結構Fig.2Theleadingthermalcontrolstructure表1隔熱材料參數(shù)Tab.1Parametersoftheinsulationmaterials厚度/mm面密度/(kgm2)導熱系數(shù)/(Wm1K1)52.900.0362疏導式熱控結構傳熱模型基于疏導式熱控結構模型和溫度場的對稱性特點，利用GAMBIT軟件建立了如圖3所示的平面幾何模型和網(wǎng)格劃分。該模型由純鋁外殼、疏導空間、隔熱層、熱源四部分組成。由于幾何模型較規(guī)則，且能保證有限元模型有較好的收斂性，因此采用了四節(jié)點平面單元。各個部分的交界處進行網(wǎng)格加密，其余部位采用較小的網(wǎng)格密度，從而有效提高仿真精度，同時控制計算規(guī)模，節(jié)約計算時間。根據(jù)分析，對各部分界面施加合理的邊界條件，見表2。綜合考慮計算收斂性與經濟性，選用標準k-ε兩方程模型。該模型的控制方程包括連續(xù)性方程、

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