传热学论文(最新进展)

传热学的最新进展

通过对传热学这门课程的学习,我了解了一些传热的基本知识和理论。发现传热学是一门基础学科应用非常广泛,它会解决许许多多的实际问题,在课外的时间查找资料,对传热学这门课程有了新的印象。传热学是研究由温差引起的热量传递规律的科学。凡是有温度差的地方,就有热量自发的从高温物体向低温物体,或从物体的高温部分传向低温部分。热量传递有三种基本方式,即导热、对流和热辐射。由于自然界和生产技术中几乎到处存在着温度差,所以热量传递就成为自然界和生产技术中的一种非常普遍的现象。传热学在生产技术领域中的应用十分的广泛,在能源动力,化工制药,材料冶金、机械制造、建筑工程、环境保护等部门存在着大量的热量传递问题,而且还常常起着关键作用。

现代科学技术突飞猛进,传热学的工程应用研究也已跨越传统的能源动力,工艺过程节能的范畴,在材料的制备和加工、航天技术的发展、信息器件的温控、生物技术、医学、环境净化与生态维护、以及农业工程化、军备现代化等不同领域都有所牵涉。特别是高技术的迅猛发展,正面临着温度场、速度场、浓度场、电磁场、光场、声场、化学势场等各种场相互耦合下的热量传递过程和温度控制,从而使传热学迅速发展为当今技术科学中了解各种热物理现象和创新相应技术的重要基础学科。现就以下几个方面的传热学最新研究动态作简要的介绍。

一是多孔介质传热传质的研究 ,多孔介质是指内部含有许多空隙的固体材料。这些空隙大多数是相互连通的,在这些空隙中可以充有液体或气体或气液两相。从总体上来看,多孔介质是多相介质共存的一种组合系统。若从任一相来看,其它相就弥散在其中,故又称多孔介质为弥散介质。另外,由于空隙的联通性,可使处于多孔介质一端的流体,经空隙渗流到多孔介质的另一端,故又称为渗透性介质。 在许多工程技术应用领域,都要涉及这种带有众多空隙的固体中的热量传递问题,例如土壤和某些建筑材料中的传热问题,它涉及到水文、地质、石油勘探与开采、地热利用、建筑等工程技术问题;在化工生产中也常常温到多孔介质巾的传热传质问题;近代多孔结构已应用于强化沸腾换热、热管、火箭壁面、核反应堆蕊及高温电子器件的冷却或绝热;还须指出的是,它还涉及到生物、食品、医疗等领域。因此,多孔介质中的热量传递过程,无论在过去还是现代,都是引人注目的研究课题。

二是关于现代电子器件冷却方法,随着微电子技术的迅速发展,电子器件的微型化已经成为现代电子设备发展的主流趋势。电子器件特征尺寸不断减小(例如,微处理器的特征尺寸在1990年到2000年内从0.35μm减小到0.18μm),芯片的集成度、封装密度以及工作频率不断提高,这些都使芯片的热流密度迅速升高。芯片热流密度的不断升高则对电子器件热可靠性设计提出了更高的要求。能够解决电子器件过热问题的热设计早已引起国内外研究单位的高度重视,并且得到了很大的发展。经过近年来的研究,已研究出比较成熟的冷却方

式,如自然冷却技术、强迫空气冷却技术、液体冷却技术、相变冷却技术、其他冷却技术(如热管,冷板等)。随着超大规模集成电路的发展,计算机芯片的功耗已经到了160W,热流密度已经到了100 W/cm2。可见研制高效的冷却系统,满足高密度组装的结构形式,以获取更大的冷却能力,也越来越迫在眉睫。液冷成为仅次于风冷的应用广泛的冷却系统,同时低温冷却技术(直接或间接相变冷却),为计算机冷却开辟了一个新领域,是在特定条件下提高机器性能的有效手段。其次,如何研制一些新型的冷却剂,使其更好地满足电子器件浸渍冷却的要求,已经提到了议事日程上。冷却剂(介质)是一种载热介质,它的基本要求是:具有较高的传热性能、较高的绝缘强度和良好的兼容性。在目前使用的冷却剂中要想完全满足上述的基本要求,还是比较困难的。

三,纳米流体作为一种新型换热工质展现出异常良好的换热性能和良好的稳定性,从而引起了许多研究者的关注。由于纳米流体在各类科学研究和工程技术部门能够产生新的变革,加上它的运动方式新颖、能耗小、无污染和使用范围广等特点,因此受到人们极大关注。目前我国和世界上许多国家都在积极的开展这项研究,有关其基础理论和应用等方面的报道越来越多。从整体上看,仅仅是一个新兴的研究领域,在许多方面尚处于初步研究阶段,还需要深入和拓宽。

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