2009年非织造外文翻译--非织造纤维材料辐射传热的研究（译文）

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1、中文 3950字 文献出处： Qashou I, Tafreshi H V, Pourdeyhimi B. An Investigation of the Radiative Heat Transfer through Nonwoven Fibrous MaterialsJ. Journal of Engineered Fabrics & Fibers (JEFF), 2009, 4(1). 非织造纤维材料辐射传热的研究 Imad Qashou, Hooman Vahedi Tafreshi, Behnam Pourdeyhimi 摘 要 在这项研究中，表面对表面辐射模型的 Fluent CF

2、D 代码是用来研究纤维材料辐射传热的反应。非稳态传热方程求解的温度和热流以及周围的纤维构成无纺布纤维材料。它表明，对于一个固定的纤维直径，织物拥有更高的固体体积分数（ SVF），材料的平均温度上升越慢。我们的模拟结果也表明，对于一个固定的SVF，纤维直径有通过媒体上的非定常的热传递的影响可以忽略不计。在本文中特别感兴趣的是材料厚度的热量渗透的效果。结果表明，通过增加材料的厚度来定额 SVF 以及纤维直径，其瞬态热传导呈指数级下 降。上述发现在我们的实验研究中得到了证实。 简 介 以纤维为媒介辐射传热一直是备受关注的领域，近 年来由于 其出色的 保温 特性，对 此类材料的应用 出现 侵袭性 的增

3、长。由不同的重量和结构纤维材料织造的非织造布，因为其制造过程中低成本高效益的原因，其产品得到广泛应用。实例的范围中廉价的纤维棉材料通常用作住宅建筑中的绝缘材料，更复杂和昂贵的用于航空航天复合材料。 大多数纤维保温材料是通过降低和对流换热的传导，但由于其广泛的可用的表面积，其在抑制辐射热损失方面效果有限。辐射可以通过高孔隙度的纤维热复合物类似于一个大的传热模式，即使在温度高达几百开尔文的时候也会发生。 早期的辐射研究是基于半经验方法对实验数据的曲线拟合 ,因此在分析不同成分 1-14绝缘材料具有有限的适用性。 当前研究的目的是检测一种不同的方法来研究在纤维媒体中的辐射传热。在这种方法中， 我们

4、利 用最近开发和实施 的 表面到表面 的 辐射模型建立 了 一个更 易被理解 纤维直径的作用 ， 固体体积分数（ SVF） 以及 抑制辐射传热 导 材料的厚度的 Fluent CFD 代码 。这项工作的目的是提供有用的指导方针、产品的设计及开发。我们在下一节中概述了表面到表面的 Fluent辐射模型，在第 3节提出了我们的模拟域和边界条件，第 4节介绍了我们的实验装置。仿真和实验结果列在第 5，第 6的结论。 纤维介质内模拟辐射传热 表面模型提出了一种获得在灰色的漫反射表面的一个外壳的辐射交换强度场方法。两个表面之间的能量交换，取决于它们的大小、间距和取向。 这些参数是通过所谓的观点占因素。

5、从另一个表面的表面后入射能量的量是表面对表面的视图因子，既 Fjk。 视图因子 ,Fjk 是分数的能量离开表面 k 的事件表面 j。入射能量通量 qin,k可以 通过 能量通量离开所有其他表面 的方式来 表达 ： Akqin,k Njkjoutj FqA1j,（ 1） Ak表示 k的表面积， Fjk表示 k和 j表面之间的视图因子（ N 是表面的数量）。表面模型主要假设的是表面辐射能量之间的交流不受介质作用分开它们。 Fluent 软件运用灰度扩散模型，假设如果一定量的辐射能量（ E）的表面上入射，（ E）的一小部分被反射，一小部分（ E）被吸收，一小部分（ E）被发送。此外 Fluent软件

6、还假定，传热面的热辐射是不透明的。因此，透射率对其的影响可以忽略不计。反射的能量通量是依赖于周围的入射能量通量，然后可以 表示为离开所有其他表面的能量通量的入射能量通量。其中可以使用下式表示k反射的能量： qout,k= k T4+ kqin,k （ 2） qout,k 表示 离开表面 的 能量通量 ， k 表示辐射率，是玻尔兹曼常数， qin,k表示从周围表面上入射的能量通量。在另一种形式中，所述式中， Fluent软件利用光能传递 方程。一个表面 k放出的总能量由下式给出： Jk=Ek+jNkjJF1j（ 3） 其中 Ek 代表面 k的发射功率。为了减少计算的费用， 时间和存储要求，当存在大量的辐射表面， Fluent会采用聚类技术（详细信息见 Fluent的操作手册）。 数值模拟 非织造布垫是一种三维分层结构。这种结构是由大量的纤维随机分布在一个水平面上并依次在顶部沉积而建立的三维分层几何结构。由于这项研究只侧重研究通过材料厚度的辐射传热 ,因此我