金属泡沫–水的自然对流换热实验研究
论文泡沫金属对管道换热的增强
论文泡沫金属对管道换热的增强
泡沫金属是一种具有开放孔隙结构的金属材料，可以在管道换热中发挥一定的增强效果。
以下是泡沫金属对管道换热的一些增强机制和优势：
1. 表面积增大：泡沫金属的开放孔隙结构使得其表面积相对较大，可以更充分地与流体接触，从而增加传热面积，提高换热效率。
2. 强化湍流：泡沫金属内部的孔隙结构可以剧烈扰动流动，产生湍流现象，湍流可以增加流体与金属之间的传热和传质效果。
3. 减小热阻：泡沫金属内部的孔隙结构能够增加流体的流动路径，减小了流体在金属表面的阻力，进而减小了传热过程中的热阻，提高了换热效率。
4. 均匀分布流体：泡沫金属内部的孔隙结构可以帮助均匀分布流体，避免了流体的局部堵塞或偏流现象，保证了热量的均匀传递。
5. 耐腐蚀性和机械强度：泡沫金属通常采用耐腐蚀的材料制成，具有较好的机械强度，可以应对各种环境和工艺要求。
在实际应用中，泡沫金属可以被用作管道换热器、燃气燃烧器的燃烧媒介、污水处理以及石油化工等领域的热交换装置中，以提高换热效率和节约能源。
值得注意的是，具体的应用效果还需要根据具体的工况和需求进行综合评估。
泡沫金属填充板式换热器的传热特性研究
该换热器最大的特点为 ： 将原板式换热器 的 波纹介质的填充材料替换为具有规则形状且具有 更 大 比表面积 的轻 型铁 镍泡 沫金 属材料 。该 板式
换热器相比传统的板式换热器具有更高的传热效 率， 同时具有 更 紧凑 的设 备结 构 以及更轻 的重量 。 另外 ， 泡沫金属的空密度与孔隙率可 以根据不同
力 的测 量 。该 压力 变送 器是精 度 为 ０ ５ Ｓ的扩 ．％Ｆ
散硅压力变送器， 型号 ： Ｄ一 ０ 压阻式 ， 出信 Ｍ ８１ 输
号 ： ２ 量程 ： ０ ６ＭＰ ， 用 Ｄ ４～ ０ｍＡ， ０— ． ａ采 Ｃ±２ ４Ｖ 供 电方 式 。
图 ３
力
容
器
总第 ２１ ３ 期
ｐ — —试 样密 度 试 本试 验 采 用 如 图 ３所 示 的 铁 镍 泡 沫 金 属 材
ｍ／ ， ｈ 采用型号 Ｌ Ｂ一 ０ 精度 １５ 、 Ｚ ４、 ．％ 量程 ６— ０ ６
ｍ／ ｈ的 Ｌ Ｂ玻 璃 转 子 流 量 计 进 行 测 量 ； 度 变 Ｚ 温
强化传热（ 如图 ２所示 ）并在换热器 的每个进出 ， 口设置传感器进行介质参数的测定。
模拟 ； 陈振乾等 建立 了泡沫金属 内冻结相变传 热过程的传热模型 ， 模型 中综合考虑 了泡沫金属 中骨架和流体介质不同换热特性的影 响； 李菊香 等 对管间填充多孔泡沫金属 的方形管壳式换
料， 其尺寸为 ２ ０ｍ ５ ｍ× ５ ｍ× ５ｍ 孔隙率 ２０ｍ １ ｍ，
为 ０ ９ ， 密 度 分别 为 Ｐ Ｉ， Ｐ１ ．８ 孔 Ｐ５ Ｐ Ｉ５和 Ｐ Ｉ５的 Ｐ２
送器采用一体 化现场显示温度 变送器 Ｅ ， Ｘ 其型
号 ：Ｒ Ｓ ＷＺ 一２ ８ ， 度 号 ： ｔ ０ 量 程 ： ４０ 分 Ｐｌ ， ０ ０—２ ０ ５
开孔泡沫金属散热性能实验研究
开孔泡沫金属散热性能实验研究作者：冯涛来源：《中国科技纵横》2019年第14期摘要：开孔泡沫金属材料密度小，质量轻，组成这种材料的金属基材有良好的导热性。
因为这些特点的存在，这一材料的在轻量化、小型化电子产品制造领域当中的广泛得到了广泛应用。
通过设计开孔泡沫金属专用测试工装，对各种基材的泡沫金属散热性能进行研究，得到不同开孔泡沫金属材料的散热性能，为开孔泡沫泡沫金属的应用提供重要依据。
关键词：机载电子设备;开孔泡沫金属;散热;换热系数中图分类号：TG111.3 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）14-0089-021 概述1.1 泡沫金属在现實情况当中，我们依据泡沫金属的孔结构，把众多的泡沫金属材料大致分为两类，分别是闭孔泡沫金属材料以及开孔金属泡沫材料。
闭孔金属泡沫材料内部的孔洞都是被里面的金属骨架进行隔开的，从而使得每一个孔洞之间都是没有相互连通的，每一个孔洞都是独立存在的，这也就是说，在闭孔泡沫金属材料当中，每一个孔洞其实都是封闭的，所以我们将其称为闭孔泡沫金属材料。
相对于闭孔泡沫金属而言，开孔泡沫金属材料里面的每一个孔洞都是互相连通的，使得流体能够顺利从这些孔洞当中流过。
也正是这些孔洞的存在，有效的增加了金属骨架和流体的换热面积，从而形成一种换热介质，因为开孔泡沫有着韧性高、重量小、强度高的特点，所以这种材料应用在航天设备以及各种汽车构件，甚至飞机的起落架中加以应用，此外，还广泛应用在各种设备的散热器当中，从而有效解决这些设备的散热问题。
本文主要对于开孔泡沫金属其散热性能进行研究。
1.2 开孔泡沫金属材料散热系统的研究开孔泡沫金属材料，这种固体金属材料的组成结构和我们人体的细胞结构有着相似点的，正是由于这种组成结构的原因，开孔泡沫金属材料的大部分体积都是由孔隙体积组成的。
在实际情况当中，这种材料的金属的体积占比一般都只有整体体积的5%～25%，这也就使得这种材料有着较轻的质量，有着比较不同于大多金属材料的性能以及有着非常优良的散热性能。
填充泡沫金属并联小通道流动沸腾换热特性研究
填充泡沫金属并联小通道流动沸腾换热特性研究随着微电子技术的快速发展,换热器件越来越趋向于小型化,而单位面积上的换热量却越来越大。
传统的空冷技术由于对流换热的局限性,显然已经满足不了这一要求。
研发一种高性能的微型散热器已经成为一个急需解决的问题。
沸腾换热由于能有效地利用相变潜热,换热效率能得到数倍的提高。
1981年至今,并联微通道中的沸腾换热得到了广泛研究,流动与其换热机理也被进一步揭示。
泡沫金属是一种超轻多孔金属材料,其独特的结构特征,可以极大提高核态沸腾成核率,且增加流体扰动,最终能使换热效率进一步提高。
填充泡沫金属的常规通道中的沸腾换热,已经有学者进行了研究,而微/小通道中的相关研究还未发表。
不同尺度下的流动沸腾特征是否一致、换热系数随各因素的变化规律是否一样以及微/小尺度下的换热模型创建均未得到解答。
本文采用水力直径为2.5mm的并联小通道,填充PPI为10和20的泡沫金属铜,进行了流动与换热特性的实验研究与理论分析。
设计了可视化实验段并搭建了循环回路实验台,通过分析压力信号与温度信号,得到了不同工况下的流型图与换热机理。
然后通过理论计算得到了换热系数影响规律和进口压力的变化规律。
最后通过多项式拟合的方法,创建了新的换热关联式。
在对流型与换热机理进行研究时,采用显微镜与高速摄像机结合的方法,对空管与填充泡沫金属管中的流型进行了拍摄并绘制了不同干度下的流型图。
分析了质量流速,热流密度和泡沫金属结构对流型转变的影响,20PPI下,弹状流/段塞流与环状流的干度边界介于0.04和0.05之间。
在对换热特性进行研究时,通过绘制沸腾曲线,来分析壁面温度与换热机理之间的关系。
同时根据换热系数曲线的变化趋势得到了质量流速、热流密度、干度与泡沫金属结构对换热系数的影响,以为微/小尺度换热器的设计与运行提供理论依据。
在对换热关联式和进口压力进行研究时,将本实验数据与之前的两个有代表性的换热模型进行了对比,并以原换热模型的基本形式为基础,根据当地换热系数的变化趋势,得到了新的换热关联式。
流体在超轻多孔金属泡沫中的流动和换热特性
流体在超轻多孔金属泡沫中的流动和换热特性
纪献兵;徐进良
【期刊名称】《化工学报》
【年(卷),期】2009(060)001
【摘要】以去离子水为冷却液,对其在超轻多孔铜泡沫中的流动和换热特性进行了实验研究.在测定和分析流量、压力降和温度等实验参数的基础上,获取了热流密度、金属泡沫孔密度、液体流量等参数对层流流体流过金属泡沫时的压力降、通道壁面温度、对流换热等特性的影响.结果表明金属泡沫会显著强化对流换热,大大降低通
道的壁面温度,其对流换热能力会随Reynolds数的增大而逐渐增强,最大Nusselt
数可达空矩形通道的13倍,但与空通道相比,金属泡沫通道的压力降显著增大,并随Reynolds数及金属泡沫孔密度的增大而增大.
【总页数】7页(P21-27)
【作者】纪献兵;徐进良
【作者单位】中国科学院广州能源研究所微能源系统实验室,广东,广州,510640;中
国科学院研究生院,北京,100049;中国科学院广州能源研究所微能源系统实验室,广东,广州,510640
【正文语种】中文
【中图分类】TK124
【相关文献】
1.金属泡沫在纳米流体池内沸腾换热特性研究 [J], 毛玉博
2.SiC-水纳米流体在微小通道中的流动和换热特性 [J], 赵耀华;张艳妮;刁彦华;张冀
3.纳米流体在芯片微通道中的流动与换热特性 [J], 吴信宇;吴慧英;屈健;郑平
4.泡沫铝:新型超轻多孔金属的制备方法与性能 [J], 蒋晓虎;李志军;王辉;何思渊
5.潜热型功能热流体在微矩形槽道中的流动换热特性 [J], 何蔚然;刘东;胡安杰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
多孔泡沫金属中等温竖壁面空气自然对流传热的积分解
多孔泡沫金属中等温竖壁面空气自然对流传热的积分解文杰;刘振广;李菊香【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2011(62)7【摘要】应用边界层理论和局部热平衡传热模型,建立控制方程组,理论分析了多孔泡沫金属中等温竖壁面空气自然对流的传热特性.采用数量级分析法简化控制方程组,再进行积分求解.结果表明:多孔泡沫金属对自然对流具有强烈的扰动作用,使边界层发展很快,其厚度远大于光壁面时的边界层厚度,在等温竖壁面条件下本文所选的参数范围内(孔隙率0.9～0.95,孔密度5～40PPI),孔隙率越大、PPI越大,边界层也越厚;空气流速很快达到最大值,且此后的速度峰值几乎维持不变;自然对流传热的强化效果非常明显,相比光壁面,加入孔隙率0.9、孔密度5 PPI的多孔泡沫铝后其强化倍数达9以上,但孔隙率、孔密度增大时,流体边界层厚度增长过快,会使得传热恶化.%The convection heat transfer for natural flow of air over an isothermal vertical surface embedded with porous metal foam was theoretically studied using boundary-layer theory and local thermal equilibrium assumption. The conservation equations were simplified by analyzing the order of magnitude of each term and then solved by using integration method. It was shown that the develop of fluid boundary-layer thickness with metal foam was much faster than that of plain vertical surface because of disturbances induced by metal foam. The fluid boundary-layer thickness grew faster with larger porosity and higher pore density (porosity 0. 9-0. 95 and pore density 5-40 PPI). The flow velocity of airreached the maximum quickly and kept almost constant. The heat transfer in porous aluminum with 0.9 porosity and pore density 5 PPI was enhanced more than 9 times compared with that of plain vertical surface. However, with further increase in porosity and pore density, the develop of fluid boundary-layer thickness was too fast, which made heat transfer worse.【总页数】7页(P1831-1837)【作者】文杰;刘振广;李菊香【作者单位】南京工业大学能源学院,江苏,南京,210009;吉林燃料乙醇有限责任公司,吉林省,吉林市,132101;南京工业大学能源学院,江苏,南京,210009【正文语种】中文【中图分类】TK124【相关文献】1.通孔金属泡沫中的空气自然对流传热实验研究 [J], 屈治国;徐治国;陶文铨;卢天健2.多孔泡沫金属中指数规律变热流平板表面的层流对流传热分析 [J], 王景灏;李菊香;施玉3.多孔泡沫金属内层流强制对流传热的相界面温差分析 [J], 张丹;李菊香4.间断等温边界下多孔介质方腔内非热平衡自然对流传热数值模拟 [J], 吴峰;王刚;马晓迅5.空气横掠沉没于多孔泡沫金属中错列管束的对流传热 [J], 李菊香;涂善东因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
金属泡沫圆管换热器性能的数值模拟与分析
金属泡沫圆管换热器性能的数值模拟与分析近年来，金属泡沫圆管换热器一直是能源利用技术领域的研究热点，因具有高热传导性、耐腐蚀、高强度和体积轻等优点，可大大提高热换的效率。
目前，关于金属泡沫换热器的研究主要集中在实验室实验和理论分析上，但是，在非稳态下，实验数据是有偏差的，而且这种试验会耗费大量的时间和金钱，而真正的换热器在实际应用中更加复杂。
因此，数值模拟和分析对于研究金属泡沫换热器性能十分重要。
在数值模拟中，建立一个计算模型，用以分析金属泡沫圆管换热器的性能，是本文的主要任务。
根据实验，换热器的性能主要涉及四个方面：热传导、流体流动、温度场和换热效率。
在模拟建模方面，采用基于Comsol Multiphysics的结构模型，对金属泡沫圆管换热器的热传导和流动特性进行模拟和分析，以获得金属泡沫圆管换热器的性能指标。
首先，在Comso Multiphysics中，根据实际情况建立金属泡沫圆管换热器的模型，并按照实际情况绘制结构图；其次，使用有限元方法，对换热器的热学性能进行模拟和分析，以获得一系列的性能参数，包括换热器的整体热传导系数、传热向量和换热效率等；最后，根据获得的模拟结果，建立温度场模型，并根据模拟结果分析金属泡沫圆管换热器的性能。
实验表明，随着金属泡沫圆管换热器的尺寸和结构参数的变化，换热器的性能也会发生变化，特别是换热效率会非常显著地变化。
从实验结果来看，在金属泡沫换热器的结构参数设计中，需要考虑孔隙尺寸、热流凝结比率和管径等参数，以获得最佳的换热效率。
综上所述，数值模拟和分析对研究金属泡沫圆管换热器的性能发挥着重要的作用，可以从多方面分析换热器结构和热特性。
另外，实验结果还表明，正确掌握金属泡沫换热器参数设计，可以提高换热效率。
本文的研究结果可以为类似研究领域提供参考，也为相关热换技术的改进提供理论依据。
总之，本文通过数值模拟和分析，分析了金属泡沫圆管换热器的性能，结果表明金属泡沫换热参数设计的合理性及其对换热效率的影响，为金属泡沫换热技术的进一步开发提供了理论依据。
冲击泡沫金属强化换热研究
No. 1, 2021(Vol.40 Total No. 154)REFRIGERATION8文章编号：ISSN 1005 - 9180 (2021) 01 - 0008 - 07冲击泡沫金属强化换热研究许改云(太原学院，山西太原030000 )［摘要］为分析冲击泡沫金属强化换热的换热机理和换热效果，采用计算流体动力学(CFD )和Tecplot 等后处理软件。
泡沫金属的高度h,孔隙率g,材质是变化的参量，换热面的换热系数，Nu 数，摩擦系数(Cf),不同等值线的速度分布和温度分布，流道内的流线分布，泡沫金属的温度分布是研究对象。
分析后得出，泡沫金属高度越小换热系数越大，摩擦系数越大，孔隙率越小Nu 数越大，在泡沫金属材质为铜时， Nu 数最大。
当泡沫金属高度h=2cm,孔隙率£=0.9,泡沫金属材质为铜时，冲击泡沫金属会在热源表面产生 最优的换热效果。
［关键词］射流冲击；泡沫金属；强化换热；CFD ［中图分类号］TB61+1［文献标志码］A doi ： 10. 3969/J. ISSN. 1005-9180. 2021. 01. 002Numerical Investigation of Heat Transfer in Metallic FoamSubjected to Impinging JetXU Gaiyun(Taiyuan University, Taiyuan City, Shanxi Province, 030000, China)Abstract: In order to analyze the thermal mechanism and heat transfer effective in metal foam subject to impinging jet.The computational fluid dynamics (CFD) and Tecplot are employed to handle with these problems, the metal foam heighth, porosity s , the material are various parameters. The heat transfer effective at heat resource surface, the Nusselt number (Nu), the skin friction factor (Cf), the velocity and temperature distribution, the streamline distribution inchannel and the metal foam temperature distribution are the object of study. It is concluded that, the heat transfercoefficient and the skin friction coefficient are increased with the decreased metal foam height (h), the Nu number isdecreased as the increased porosity when the metal material is Cu. The optimal heat transfer effect can be producedwhen the metal foam height h 二2cm, porosity £ =0.9, the copper foam metal are used in case of heat transfer in metallicfoam subject to impinging jet.Key words: Impinging Jet; Metal Foam; Forced Convection ; CFD收稿日期：2020-11-13作者简介：许改云（1991-）,女，助教，硕士研究生，喷射制冷及强化传热。
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Advances in Porous Flow 渗流力学进展, 2016, 6(1), 1-8Published Online March 2016 in Hans. /journal/apf/10.12677/apf.2016.61001Experimental Investigation of NaturalConvection in Metal Foam-WaterZhao Peng, Yang Pan, Weiyang QianSchool of Civil Engineering and Architecture, East China Jiaotong University, Nanchang JiangxiReceived: Mar. 6th, 2016; accepted: Mar. 28th, 2016; published: Mar. 31st, 2016Copyright © 2016 by authors and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/AbstractIn this paper, an experiment apparatus filled with metal foam-water is set up to investigate the problem of natural convection about porous medium. A mechanism of natural convection of metal foam-water is investigated by experiments. Influences of heating power and angle of inclination on natural convection in the cavity filled with metal foam-water are discussed. It is found that the Nusselt number increases with heating power and decreases with the angle of inclination and pore density PPI of metal foam. A correlation of Nusselt number and Raleigh number is obtained when the cavity is horizontal with 5 PPI and 10 PPI.KeywordsMetal Foam-Water, Natural Convection, Difference of Temperature, Pore Density金属泡沫–水的自然对流换热实验研究彭招，潘阳，钱维扬华东交通大学土木建筑学院，江西南昌收稿日期：2016年3月6日；录用日期：2016年3月28日；发布日期：2016年3月31日摘要本文针对多孔介质材料中的自然对流换热问题，通过搭建充满金属泡沫–水的实验装置，探究了金属泡彭招 等沫–水自然对流换热机理，讨论了加热功率、箱体倾斜角度对方腔内金属泡沫-水两相自然对流换热的影响，实验发现努谢尔数Nu 随加热功率的增加而变大，随着倾斜角度的增大而变小，随着金属泡沫孔密度PPI 的增大而减小。
最终得到了箱体水平放置时5 PPI 和10 PPI 努谢尔数Nu 随瑞利数Ra 的变化规律。
关键词金属泡沫–水，自然对流，温差，孔密度1. 引言金属泡沫是近三十年发展起来的一种新型材料，是一种具有高扩展表面积、高孔隙率、分布杂乱无规则的多孔介质。
金属泡沫一般是由具有高导热系数的金属材料制成，例如铜、铝、镍或者这些金属的合金。
由于金属泡沫的高导热性和高表面积，是换热器强化传热选择的理想材料。
在用于表面强化换热时，金属泡沫在蓄热槽、热交换机中应用广泛。
R. Dyga a 、 S. Witczak [1]探究了泡沫铝分别充满空气、水的有效导热系数，有效导热系数跟孔隙率、泡沫金属材料、流体物性有关。
自然对流发生在孔隙中，这种现象对水填充泡沫的影响大于空气填充泡沫的影响。
Zhao 等人[2] [3]对金属泡沫铝的自然对流传热进行了实验研究，探究了温度与有效导热系数的依赖关系，指出在大孔隙率(90ε≥)的金属泡沫内，自然对流占总体换热的比重超过50%。
同时还研究了达西数Da 和m Ra 对金属泡沫传热的影响。
Kathare 、Davidson 等[4] [5]实验研究了金属泡沫铜充满水的导热系数、渗透率、Forcheimer 系数，得到了m Nu 与m Ra 的关联式：()0.540.080.480.100.0070.005mp Nu Ra Pr ±±=±，他们同时研究了泡沫厚度、位置、传热导热比、泡沫参数(孔密度和丝径结构)的影响，实验表明在边界上有泡沫能大幅提高总的换热。
当泡沫占据整个空间时，传热加强的主要原因是导热系数的增加，对流是很小的。
金属泡沫的物理参数对Nu 数均有影响。
Dukhan 等[6] [7]和Ghosh [8] [9]分别实验和理论研究了空气流过泡沫铝的传热。
徐治国等[10]实验研究了水平面上金属泡沫铜与空气的自然对流，结果显示孔隙率和孔密度均对总传热热阻有影响。
杨坤和Vafai [11]-[13]利用了热不平衡能量公式，对流体流过充满多孔介质的通道模型，分析了多孔介质的热流分支，获得了恒温边界边界条件下的流体和骨架温度分布。
目前对于金属泡沫填充水的自然对流实验研究还是比较少见的，而骨架与流体的温度分布只是在理论分析中得到，鲜有通过对金属泡沫骨架与水的温差分布来证实多孔介质复合体的局部热不平衡性。
本实验研究的目的是揭示方腔内充满金属泡沫–水的自然对流换热的机理。
研究加热功率、倾斜角度对方腔内充满金属泡沫–水的自然对流换热的影响，以及局部非热平衡对强化传热的影响，最后讨论水平放置时Ra 数对Nu 数的影响规律。
2. 实验系统实验系统原理图见图1，该系统主要包含4个部分，第一部分是实验主体：厚度为10 mm 的有机玻璃箱体(内部空间尺寸：长 × 宽 × 高10010035mm ××)、上下10 mm 厚的铜板(100100mm ×)，金属泡沫(长 × 宽 × 高10010030mm ××)，去离子水，25 mm 厚的橡塑保温。
第二部分是电源系统：加热板、稳压直流电源、电压表、电流表。
电源是给实验装置提供能量的，电压表与电流表可测量系统输入的能量。
第三部分是冷却系统：水箱、水泵、调节阀、流量计、冷却盘管。
第四部分是数据采集系统：电脑、Fluke 数据采集仪、T 型热电偶。
实验箱体在侧边开了一个截面为510mm ×的方孔，有利于维持箱体内压力的恒定，同时也有助于吸收水体积的膨胀和作为热电偶线的通道。
彭招 等Figure 1. Schematic diagram of experimental system 图1. 实验系统示意图实验采用的是5PPI 和15PPI (PPI 是指单位长度1英寸内的孔隙个数)的铜金属泡沫，参数见表1。
泡沫铜位于箱体中，为了减少接触热阻，铜金属泡沫与底部铜板之间用1 mm 厚的导热胶进行粘接，导热胶的导热系数为1.2 W/(m ∙K)。
加热板与铜板之间涂上导热硅脂以减少接触热阻，导热硅脂的导热系数大于9.65 W/(m ∙K)，加热功率分别为60、80、100、120、140 W 。
实验按加热面与水平面不同的倾角放置，分别为：0度(水平布置)、30度、45度、60度和90度(竖直布置)。
实验中热电偶的布置共有三处，第一处布置在上下铜板的表面，在上铜板的内表面和下铜板的上表面的中心位置分别均匀布置三个热电偶。
第二处布置在金属泡沫铜内，这些热电偶布置在金属泡沫内部，需将金属泡沫从中间刨开，按图2的方式进行布置。
第三处布置在保温材料上，包括底部电木的上下表面和侧面橡塑保温的内外面。
所有用于计算的数据都是在箱体内部的传热达到稳态时采集，当上下铜板的温度半小时内温度波动不超过0.1度时认为箱体内部传热已经达到稳态[4]。
3. 数据处理和不确定度分析在自然对流条件下，方腔内的换热形式共有三种：① 导热：金属骨架与骨架间的导热，流体之间的导热、骨架与流体间的导热；② 对流：骨架与流体之间的对流换热；③ 辐射：泡沫骨架与流体之间的辐射换热，但因为实验温度不高，故辐射换热可忽略。
而在实验的传热过程中，金属泡沫骨架间的导热、流体间的导热、骨架与流体间的导热、金属泡沫骨架与流体的对流换热是非常复杂的，难以将其依次求出。
故本文将这些传热用一个传热系数h 表示。
定义箱体内部的基于光板的传热系数h [14]为：1h A TΦ=⋅∆ (1) 式中：A ——铜板的表面积；T ∆——上下冷热铜板平均温度的温差，h c T T T ∆=−，h T 为热面铜板上表面的温度，c T 为冷面铜板下表面的温度；1Φ——输入到实验箱体内的热量，102Φ=Φ−Φ，0Φ是指总输入到实验装置中的能量，2Φ指从箱体四周和底部散失的热量。
实验中，箱体的损失约为总输入能量的3%。
1. 计算机2. Fluke 数据采集仪3. 稳压直流电源4. 电流表5. 电压表6. 加热板7. 铜板8. 金属泡沫9. 有机玻璃板10. 保温材料11. 热电偶12. 电木13. 水池14. 水泵15. 调节阀16. 流量计17. 冷却盘管1211345141313151617798761210彭招 等Table 1. The parameters of foam copper 表1. 泡沫铜参数参数 孔密度 孔隙率 孔径 泡沫铜5 ppi94.3380.8010 ppi94.0090.50Figure 2. Installation site of thermocouple in copper and metal foam copper图2. 热电偶在铜板和金属泡沫铜上的布置位置本文定义的Ra 和Nu [4]数如下：()()3h c fg T T H Ra βαν−=(2)fhHNu λ=(3)式中，H ——特征长度，为箱体内空间高度；g ——重力加速度；β、α、ν——在定性温度()2h c T T +下水的物性参数。