同心球間具放射、吸收與非等向性散射之傳導和輻射熱傳研究

Abstract

本文對兩同心球體之間具有放射、吸收及非等向性散射之介質其傳導及輻射交互影響 下之穩態及暫態熱傳現象做一理論分析。假設兩球面為灰體、且具有漫射及反射特性 ，同時體質不同之均勻溫度。對輻射熱傳部份，本文採用P-3 近似法求解。對暫態熱 傳情況，本文採用了時間掃描法(Timemarching algorithm)來處理非穩態能量方程式 。在本文中，有關幾何參數、半徑參數、散射參數(single scattering albedo)、傳 導輻射比例參數(conduction-to-radiation parameter) 、散射相函數(scattering phase function) 等等對於介質內之溫度分佈及熱傳量之影響均做仔細的探討。為了 驗證本文中所採用方法之準確度，本文將一些結果與先前的研究做比較，並得到極佳 之精確度。 在本文中，一種顆粒直徑大約為70埃的超微顆粒絕熱材料Aerosil 380 作為實際的例 子。應用本文的方法，分析此種超微顆粒絕熱材料在同心球之間的熱傳現象。主要目 標是為了建立此種系統之熱傳模式，並預測平均溫度、固體顆粒分量以及幾何參數對 溫度分佈及熱傳量之影響。由結果發現在高溫邊界附近輻射熱傳量有一最高值出現。