第6期 夏德宏等：多孔材料热导率通用计算方法 ·711· 报，2004,25(1)：112) 3结论 7]Wang M R,Pan N.Modeling and prediction of the effective ther- 通过分析多孔材料内部传热机理，提出一种适 mal conductivity of random open-cell porous foams.IntHeat Mass Transfer,2008,51(5/6):1325 用于各类多孔材料热导率的计算方法一二值化阵 [8]Xia D H,Chen Y,Guo S S.Fractal model for thermal conductivity 列法.以闭孔泡沫铝和硅酸铝耐火纤维材料为例， of fibrous insulation.J Therm Sci Technol,2008,7(2):97 利用本文提出的二值化阵列法对多孔材料的热导率 (夏德宏，陈勇，郭珊珊.隔热纤维体的热导率分形模型.热科 进行计算，计算结果与文献的实验测量值具有较好 学与技术，2008,7(2)：97) 的一致性，验证了此方法的准确性.该方法可以对 [9]Cheng Y G,Zhou Y,Zhu J H,et al.Thermal conductivities of fi- brous refractory at high temperature with fractal method.I Chem 任意材料进行计算，计算简单且速度快，突破了传统 Ind Eng,2002,53(11):1193 方法在适用性上的局限性 (程远贵，周勇，朱家驿，等.耐火纤维材料高温热导率的分形 化工学报，2002,53(11)：1193) 参考文献 [10]Yu Z T.Hu Y C,Tian T,et al.Fractal model for predicting ef- Crane R A,Vachon R I.A prediction of the bounds on the effec- fective thermal conductivity perpendicular to fibres of wood.J tive thermal conductivity of granular materials.Int Heat Mass Zhejiang Univ Eng Sci,2007,41(2)351 Transfer,1977,20(7):711 (俞自涛，胡亚才，田甜，等.木材横纹有效导热系数的分形 Zhang X L,Chen JZ,CuiZ K.Thermal conductivity of ordinary 模型.浙江大学学报：工学版，2007,41(2)：351) alumino-silicate refractory fiber felts.Iron Steel,1994,29 (9): [11]Wang J F,Carson J K,North M F,et al.A new approach to modelling the effective thermal conductivity of heterogeneous ma- (张晓丽，陈洁珍，崔之开.普通硅酸铝耐火纤维毡导热系数 terials.Int J Heat Mass Transfer,2006,49 (17/18):3075 的研究.钢铁，1994,29(9)：62) [12]Luikov A V.Heat and Mass Transfer.Moscow:Mir Publishers, B]Abu-Hamdeh N H,Khdair A I,Reeder R C.A comparison of two 1980 methods used to evaluate thermal conductivity for some soils.Int [13]Feng Y,Zhu ZG,Tao N,et al.Thermal conductivity of closed- Heat Mass Transfer,2001,44 (5):1073 cell aluminium alloy foam.Acta Metall Sin,2003,39 (8):817 4]StaggsJE J.Estimating the thermal conductivity of chars and por- (凤仪，朱震刚，陶宁，等.闭孔泡沫铝的导热性能.金属学报， ous residues using thermal resistor networks.Fire Saf J,2002,37 2003,39(8):817) (1):107 [14]Xia D H,Guo SS,Ren L.Fractal structure reconstruction for [5]Yu B M.Analysis of heat and mass transfer in fractal media.Eng alumina-silicate refractory fiber and simulation of the thermal con- Thermophys,2003,24(3):481 ductivity.J Therm Sci,2010,19 (1):80. (郁伯铭.分形介质的传热与传质分析.工程热物理学报， 15] Guan L J,Tian W,Lian M.An experimental research on heat- 2003,24(3):481) insulating properties of ordinary fireproof fibre material.Jinmusi 6]Zhang D H,Shi M H.Heat conduction in fractal porous media. Univ Nat Sci Ed,1999,17(2):181 Eng Thermophys,2004,25 (1)112 (关丽君，田巍，廉梅.普通耐火纤维材料绝热性能的实验研 (张东辉，施明恒.分形多孔介质中的热传导.工程热物理学 究.佳木斯大学学报：自然科学版，1999,17(2)：181)第 6 期 夏德宏等: 多孔材料热导率通用计算方法 3 结论 通过分析多孔材料内部传热机理，提出一种适 用于各类多孔材料热导率的计算方法———二值化阵 列法． 以闭孔泡沫铝和硅酸铝耐火纤维材料为例， 利用本文提出的二值化阵列法对多孔材料的热导率 进行计算，计算结果与文献的实验测量值具有较好 的一致性，验证了此方法的准确性． 该方法可以对 任意材料进行计算，计算简单且速度快，突破了传统 方法在适用性上的局限性． 参 考 文 献 ［1］ Crane R A，Vachon R I． A prediction of the bounds on the effec￾tive thermal conductivity of granular materials． Int J Heat Mass Transfer，1977，20( 7) : 711 ［2］ Zhang X L，Chen J Z，Cui Z K． Thermal conductivity of ordinary alumino-silicate refractory fiber felts． Iron Steel，1994，29 ( 9 ) : 62 ( 张晓丽，陈洁珍，崔之开． 普通硅酸铝耐火纤维毡导热系数 的研究． 钢铁，1994，29( 9) : 62) ［3］ Abu-Hamdeh N H，Khdair A I，Reeder R C． A comparison of two methods used to evaluate thermal conductivity for some soils． Int J Heat Mass Transfer，2001，44( 5) : 1073 ［4］ Staggs J E J． Estimating the thermal conductivity of chars and por￾ous residues using thermal resistor networks． Fire Saf J，2002，37 ( 1) : 107 ［5］ Yu B M． Analysis of heat and mass transfer in fractal media． J Eng Thermophys，2003，24( 3) : 481 ( 郁伯铭． 分形介质的传热与传质分析． 工程热物理学报， 2003，24( 3) : 481) ［6］ Zhang D H，Shi M H． Heat conduction in fractal porous media． J Eng Thermophys，2004，25( 1) : 112 ( 张东辉，施明恒． 分形多孔介质中的热传导． 工程热物理学 报，2004，25( 1) : 112) ［7］ Wang M R，Pan N． Modeling and prediction of the effective ther￾mal conductivity of random open-cell porous foams． Int J Heat Mass Transfer，2008，51( 5 /6) : 1325 ［8］ Xia D H，Chen Y，Guo S S． Fractal model for thermal conductivity of fibrous insulation． J Therm Sci Technol，2008，7( 2) : 97 ( 夏德宏，陈勇，郭珊珊． 隔热纤维体的热导率分形模型． 热科 学与技术，2008，7( 2) : 97) ［9］ Cheng Y G，Zhou Y，Zhu J H，et al． Thermal conductivities of fi￾brous refractory at high temperature with fractal method． J Chem Ind Eng，2002，53( 11) : 1193 ( 程远贵，周勇，朱家骅，等． 耐火纤维材料高温热导率的分形． 化工学报，2002，53( 11) : 1193) ［10］ Yu Z T． Hu Y C，Tian T，et al． Fractal model for predicting ef￾fective thermal conductivity perpendicular to fibres of wood． J Zhejiang Univ Eng Sci，2007，41( 2) : 351 ( 俞自涛，胡亚才，田甜，等． 木材横纹有效导热系数的分形 模型． 浙江大学学报: 工学版，2007，41( 2) : 351) ［11］ Wang J F，Carson J K，North M F，et al． A new approach to modelling the effective thermal conductivity of heterogeneous ma￾terials． Int J Heat Mass Transfer，2006，49( 17 /18) : 3075 ［12］ Luikov A V． Heat and Mass Transfer． Moscow: Mir Publishers， 1980 ［13］ Feng Y，Zhu Z G，Tao N，et al． Thermal conductivity of closed￾cell aluminium alloy foam． Acta Metall Sin，2003，39( 8) : 817 ( 凤仪，朱震刚，陶宁，等． 闭孔泡沫铝的导热性能． 金属学报， 2003，39( 8) : 817) ［14］ Xia D H，Guo S S，Ren L． Fractal structure reconstruction for alumina-silicate refractory fiber and simulation of the thermal con￾ductivity． J Therm Sci，2010，19( 1) : 80． ［15］ Guan L J，Tian W，Lian M． An experimental research on heat￾insulating properties of ordinary fireproof fibre material． J Jinmusi Univ Nat Sci Ed，1999，17( 2) : 181 ( 关丽君，田巍，廉梅． 普通耐火纤维材料绝热性能的实验研 究． 佳木斯大学学报: 自然科学版，1999，17( 2) : 181) ·711·