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基于ansys workbench 多层复合壁的导热（体现接触热阻）

2016-12-06 17:12阅读：

http://blog.sina.cn/dpool/blog/u/5817711352

本文源于：技术邻一无所有就是打拼的理由
问题描述：多层复合壁的导热问题，不同接触热阻下的接触面温度的对比
分析类型：稳态热分析
分析平台：ANSYS Workbench 17.0
分析人：技术邻 一无所有就是打拼的理由
业务咨询网址：http://www.jishulink.com/b/218
一、传热基本知识：
热传导热量传输速率方程就是傅里叶定律。傅里叶一般规律：导热的热流密度大小与该处的温度梯度成正比，其方向与温度梯度的方向相反，指向温度降低的方向，数学表达式为：
blob.png
热流密度矢量的表达式为：
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不同坐标系下的导热微分方程：
直角坐标系：
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圆柱坐标系：
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球坐标系：
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导热微分方程式描写物体的温度随时间和空间变化的关系；它没有涉及具体、特定的导热过程，是通用表达式。在不同情况下，均可简化为不同形式。
二、多层复合壁导热示意图：
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接触热阻：当一固体与另一热固体接触以接受热量时，由于固体表面都有一定的粗糙度，所以无法避免在接触面之间存有空气。甚至液体和金属表面接触，在凹陷的地方也可能存有极少量的空气泡排不出去。由于这些空气的存在而产生的热阻称为接触热阻。
多层复合壁模型：
从左往右三层的材料分别为铜，铝，钢，厚度分别为10mm，15mm，5mm，模型如下：
5.png 1.png

接触热阻为100000时温度场分布及温度变化云图如下：
3.png 4.gif
当接触热阻为1000时，铜与铝交界面的温度为99.207摄氏度，铝与钢交界面的温度为64.407摄氏度；当接触热阻为1000000时，铜与铝交界面的温度为91.424摄氏度，铝与钢交界面的温度为58.766摄氏度。从结果可以看出，接触热阻对多层复合壁导热的影响较为明显。
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