熱惰性指標指的是物體表面一側受到周期性熱作用時，表面溫度波動在物體內衰減快慢程度的指標。無量綱。單一材料物體的熱惰性指標為其熱阻與蓄熱係數之積，多層材料物體的熱情性指標則為各層單一材料熱情性指標之和。熱惰性指標愈大的物體，抵抗溫度波動的能力愈大，圍護結構熱穩定性愈好。
基本介紹
- 中文名：熱惰性指標
- 外文名：thermal inertia index
- 學科：生態工程
- 領域：環境科學
簡介,熱惰性指標鍋爐蓄熱係數,熱惰性指標界面接觸熱阻的研究,熱惰性指標接觸熱阻的微觀理論,
簡介
單一材料物體的熱惰性指標為其熱阻與蓄熱係數之積超臨界直流鍋爐的蓄熱係數相對於汽包爐小了很多且隨機組負荷變化的方向也與汽包爐不同，直流鍋爐沒有汽包的蓄熱，因此直流鍋爐機組適應負荷變化的能力要比汽包鍋爐快。合理利用機組的蓄熱能力，可以提高單元機組負荷回響速度以滿足電網要求。單元機組協調控制的動態品質好壞關鍵在於利用好鍋爐蓄熱，因此根據機組運行參數獲取準確的鍋爐蓄熱係數在機組滿足電網AGC要求中起到重要作用。
熱惰性指標鍋爐蓄熱係數
鍋爐蓄熱係數是反映機組蓄熱能力大小的重要參數，可以將其定義為單位工況變化時鍋爐吸收的熱量。採用能量平衡原理來計算出鍋爐不同負荷下的蓄熱係數的大小，對汽輪機－鍋爐協調控制系統的設計和適應電網自動發電機控制（AGC）對機組負荷變化率要求有重要意義。合理利用鍋爐蓄熱能力可減少鍋爐主蒸汽壓力波動，提高發電機組的穩定性和經濟性。學者們對鍋爐蓄熱係數做出了很多研究，對汽包鍋爐蓄熱係數做出了定量分析，工作量大不便推廣。給出了汽包鍋爐蓄熱係數的理論計算方法，它利用汽包的蓄熱占汽包鍋爐總蓄 熱的90% 左右導出汽包鍋爐蓄熱係數。超臨界直流鍋爐沒有汽包環節，給水經加熱、蒸發和變成過熱蒸汽是一次性連續完成的，由於沒有汽包，汽水容積小，所用金屬也少，鍋爐的蓄熱量顯著減小，因此直流爐蓄熱係數的計算與汽包爐有所不同，蓄熱係數隨機組負荷變化的規律也不同。
熱惰性指標界面接觸熱阻的研究
界面接觸熱阻（TCR）是電子器件冷卻、低溫超導薄膜等領域研究中的一個熱點。綜合評述了對接觸熱阻傳熱機理的研究方法、測量方法以及減小接觸熱阻的主要措施，介紹了近年來國內外對接觸熱阻的最新研究成果和進展，現有的研究表明：對於界面接觸熱阻這一特殊物理問題，其理論研究既要從巨觀上定量分析又要在微觀上綜合考慮聲子、電子的散射、輻射等機理；在實驗方面，目前的測量精度不夠高，實驗測量工作有待進一步完善；在減小接觸熱阻方面，除了常用的方 法 外，可以通過在接觸表面生長新型的高性能導熱材料 （碳納米管等）來實現。對已報導的研究工作進行了總結，指出了今後的研究方向。
熱惰性指標接觸熱阻的微觀理論
由於在微觀熱傳導現象分析上，傳統的基於巨觀的傅立葉定律已經不再適用，因此近十多年來很多學者提出了不同的微/納尺度傳熱學理論（micro－scale heat transfer theory），而在自然界中的熱載子主要有電子、聲子和光子，其性質也各有不同。這些微/納尺度傳熱學理論可大致分為時間和空間上的微/納尺度，如在空間上，有聲子－電子耦合 模型（phonon-electron interactionmodel），由Kaganov 等、Anisimov等所提出，後來Qiu等採用量子力學與統計力學的方法對其進行了證明；有聲子散射模型（phonon scattering model），最早由Guyer等在對Boltz-mann方程線性求解時得到，強調傳熱是由熱載子的相互碰撞與散射產生，之後Joseph等對該模型方程進行了簡化，隨後對界面接觸熱阻的研究也出現了聲子的聲失配（AMM）和散射失配理論（DMM）等，Hopkins等則進行了聲子 的彈性散射和非彈性散射的進一步深入研究；聲子輻射傳導方程（phonon radiative transfer equation PRTE）由 Majumdar提出，並證明了在材料特徵尺寸遠大於聲子平均自由程時有和傅立葉定律相似的結果。
