强化辐射换热涂层的性能研究
太阳能中高温选择性吸收膜层耐候性实验
太阳能中高温选择性吸收膜层耐候性实验摘要：太阳能利用形式中，光热转换具有直接、高效等优点。
选择性吸收涂层太阳能中高温热利用的关键技术，正成为研究热点。
真空磁控溅射技术具有溅射速率高、膜层沉积速率高、薄膜性能稳定、重复性好以及基底和薄膜材料选择广泛、可沉积多层膜等特性，得到大规模产业化生产应用。
本文对制备的太阳光谱选择性吸收涂层的最大使用温度≥250℃。
吸收比α≥0.92 150℃的发射比ε≤0.08。
实验表明，膜层在真空或高温大气工况下具有极高的抗氧化性，吸收层膜层和基材结合牢固，膜层的内应力较小，长期工作不脱膜，物理化学性能不衰减，在大气和真空中正常工作寿命均超过20年（涂层光学性能衰减不超过≤0.05）。
关键词：光热转换，选择性吸收涂层，老化性能，寿命。
1、太阳能利用方式在可以预见的能源危机到来之前，就必须将注意力转移到新的能源结构上，尽早探索、研究开发利用以太阳能为主的新能源资源是关键所在。
光热转换是指为有效地满足不同负载要求，通过反射、吸收或其他方式把太阳辐射能集中起来，转换成足够高温度的过程。
其光热转换效率一般较高，综合平板集热器和真空管型集热器的热性能，一般认为每平米太阳能集热器每年节约150Kg标准煤，相当于节电147度，减少碳排放330Kg。
2、中高温太阳光谱选择性吸收涂层制备本文选择真空磁控溅射技术，从316L、304等不锈钢为代表的铁铬镍基合金出发，选择其反应产物极为牢固的氧气、氮气作为反应气体，制备以不锈钢氮氧化物为基础的中高温太阳光谱选择性吸收涂层，其具有高抗氧化性，既能够用在太阳能真空集热管的真空条件下，也可以用在平板集热器上更为恶劣的大气条件下。
直流磁控溅射技术制备该太阳能光谱选择性吸收涂层时，最大的优势在于制备每个亚层或者子层均只需要启动一种靶材即可，通入的反应气体最多也为一种，因此其靶材的利用率不仅大大提高，且控制变量最少，易于制备出所需的高吸收比、低发射比的太阳光谱选择性吸收涂层。
纳米流体增强太阳能集热器换热性能研究
质的集热器导热系数明显大于蒸馏水为工质 的集热器，纳米流体质量分数增加，导热系 数随之增加。
以上研究表明，与纯液体相比，纳米流 体导热系数高，换热系数好，对光的吸收性 能优异，可以作为太阳能集热器的集热工质。 因此，本文在原有试验和研究的基础上，采 用数值模拟的方法讨论 CNT 或 CeO2 纳米粒 子作为传热工质时，间接吸收式太阳能真空 管集热器的吸热性能。利用 ICEM CFD 软件 建立太阳能真空管模型并进行网格划分，采 用 Fluent 软件进行求解，并通过后处理模块 获取温度场分布，研究质量分数、纳米粒子 粒径、种类，和入口流速等运行参数对太阳 能管换热性能的影响。
果的准确性。相关的计算公式如下：
纳米流体中颗粒的体积分数计算公式为：
Φv
=
ρ f Φm
ρ f Φm + ρ p (1− Φm )
(1)
式中，Φv 表示纳米流体中颗粒的体积分
数；Φm 表示纳米流体中颗粒的质量分数；ρ
为密度；下标 f 和 p 分别代表基液和纳米粒子。
纳米流体密度理论计算公式：
(2) 式中，Vf 为基液的体积；Vp 为纳米粒子 的体积。 比定压热容采用 PUTR A[14] 的计算公式：
1995 年，Choi 首次提出了纳米流体的概 念 [2]，纳米流体是指将纳米粒子按照一定的方 法和比例添加到液体中形成的悬浮液，纳米 流体是液 - 固两相悬浮液，悬浮于液体中的 纳米粒子会发生随机的布朗运动，促进悬浮 液内部的微扰动，所以纳米流体导热特性优 于传统工质 [3-4]。经过这些年的不断发展，纳 米流体在内燃机的散热，喷雾冷却工质，石 油采收等强化换热领域中有广泛应用 [5-7]，同
4183
0.659
值，计算时通常取 β=0.1；knf 为纳米流体导 热系数；kp 和 kf 分别是固体粒子和液体的导 热系数。
基于辐射制冷超材料技术的变电站零能耗节能降耗研究与应用
第42卷第1期2021年2月电力与能源91D()I：10.11973/dlyny202101020基于辐射制冷超材料技术的变电站零能耗节能降耗研究与应用陈小龙I,赖江宇1,梁永安2(1.广东电网有限责任公司广州供电局，广东广州512000；2,思创智汇(广州)科技有限公司，广东广州510000)摘要：变电站中主变压器公用控制柜等箱体及建筑物内部存在长期温度过高的共性问题。
这种持续高温的情况会对设备寿命及安全造成极大隐患。
在应用被动式零能耗辐射制冷超材料技术(包括辐射制冷涂料、辐射制冷膜等被动制冷降温产品)的基础上，对变电站中主变公用控制柜等暴露在烈日下的密闭设备及设施在应用被动式零能耗辐射制冷超材料技术前后的降温、节能、可靠性、安全性和寿命等有益效果进行了系统研究。
关键词：辐射制冷；变电站；降温；热辐射；红外发射率作者简介：陈小龙(1983—),男，硕士，从事变电运维方面工作。
中图分类号:TM591文献标志码：A 文章编号：2095-1256(2021)01-0091-06Research and Application of Substation Zero Energy Consumption,Energy Saving and Consumption ReductionBased on Radiation Cooling Metamaterial TechnologyCHEN Xiaolong1,LAI Jiangyu1,LIANG Yong^n2(1.Guangzhou Power Supply Bureau,Guangdong Power Grid Co.,Ltd.,Guangzhou512000,Guangdong Province,China；2.Strong Zhihui(Guangzhou)Technology Co.,Ltd.,Guangzhou510000,Guangdong Province»China)Abstract:There is a common problem of long-term high temperature in the main transformer public control cabinet and building in the substation.This continuous high temperature situation will cause a great danger to the life and safety of the equipment.Based on the application of passive zero energy radiation refrigeration materials technology(including such passive cooling refrigeration products as radiation coating and radiation refrigeration film)♦a systemic research was conducted on the beneficial effects of cooling,energy saving»reliability,security and life for the substation main transformer public control cabinet,and other airtight equipment and facilities in the hot sun exposure before and after the passive zero energy radiation refrigeration materials technology was applied.Key words:radiation refrigeration»substation*cooling,thermal radiation»infrared emissivity电力设备发热是变电站运行中的一大潜在威胁，如果不及时发现和处理，一旦发热严重极有可能会导致设备连接点烧断，引发大面积停电甚至火灾等事故。
热辐射对气膜冷却叶片表面热负荷的影响
收稿日期：2023-02-09基金项目：航空动力基础研究项目资助作者简介：饶乐威（1998），男，在读硕士研究生。
引用格式：饶乐威，王天壹，连文磊.热辐射对气膜冷却叶片表面热负荷的影响[J].航空发动机，2023，49（4）：38-47.RAO Lewei ，WANG Tianyi ，LI⁃AN Wenlei.Effect of thermal radiation on the thermal load of a film-cooled vane[J].Aeroengine ，2023，49（4）：38-47.第49卷第4期2023年8月Vol.49No.4Aug.2023航空发动机Aeroengine热辐射对气膜冷却叶片表面热负荷的影响饶乐威，王天壹，连文磊（南京航空航天大学能源与动力学院，南京210016）摘要：为了明确不同因素对叶片表面热负荷的影响规律，利用改进的WSGG 模型，通过CFD 数值仿真进行对流辐射耦合计算，探明高温燃气辐射传热对叶片表面热负荷的影响。
结果表明：进口压力、温度、黑体辐射温度和壁面发射率对叶片表面热负荷均有一定影响，在进口总温从1750K 升高到2150K 的过程中，叶片表面温度整体升高幅度为250～300K ，而黑体辐射温度对叶片表面温度的提升最高为40K 。
在壁面发射率从0.3提高到0.8的过程中，叶片表面辐射热流密度随之增大，在吸力面和压力面局部区域辐射热流密度增大了1倍。
壁面发射率和高温燃气进口温度对叶片表面的温度和热流作用相当均匀，进口压力和黑体辐射温度对叶片尾缘、前缘和压力面的热负荷影响远大于其他区域。
在此基础上，提出了以进口总温、黑体辐射温度、余气系数和壁面发射率为自变量，以辐射换热热流密度为因变量的辐射换热的经验准则关系式，获得了该经验关系式的拟合结果，并对该拟合精度进行了计算，相对误差均小于5%。
关键词：热负荷；对流辐射；涡轮叶片；数值模拟；灰气体加权和模型；经验准则关系式；航空发动机中图分类号：V232.4文献标识码：Adoi ：10.13477/ki.aeroengine.2023.04.006Effect of Thermal Radiation on the Thermal Load of a Film-Cooled VaneRAO Le-wei ，WANG Tian-yi ，LIAN Wen-lei（School of Energy and Power Engineering ，Nanjing University of Aeronautics and Astronautics ，Nanjing 21006，China ）Abstract ：Thermal radiation has a great influence on vane surface thermal load.To clarify the influence law of different factors on vane surface thermal load,an improved WSGG model was used to conduct convective radiation coupling calculation through CFD numeri⁃cal simulation,and the influence of high-temperature gas radiation heat transfer on blade surface heat load was investigated.The results show that inlet pressure,temperature,blackbody radiation temperature,and wall emissivity all have a certain influence on vane surface ther⁃mal load.When the total inlet temperature rises from 1750K to 2150K,the vane temperature rises by 250K-300K,while the blackbody ra⁃diation temperature increases the vane temperature by 40K at the highest.When the wall emissivity increases from 0.3to 0.8,the radiantheat flux on the vane increases,and the radiant heat flux in some areas of the suction surface and pressure surface increases by one time.The effects of wall emissivity and inlet temperature on the vane temperature load and heat flow load are quite uniform.The influence of inlet pres⁃sure and blackbody radiation temperature on the thermal load of the trailing edge,leading edge,and pressure surface of the vane is muchgreater than in other areas.An empirical criterion relation of radiant heat transfer was proposed,which takes total inlet temperature,black⁃body radiant temperature,excess air coefficient,and wall emissivity as independent variables and radiant heat flux as a dependent variable.The fitting results of the empirical relation are obtained,and the relative errors are all less than 5%by calculating the fitting accuracy.Key words ：thermal load;convection-radiation;turbine vane;numerical simulation;WSGG model;empirical criterion relation;aero⁃engine0引言当前高性能航空发动机涡轮前进口温度已然达到了1900K 的超高温水平，并且仍有继续上升的趋势，给热端部件承载热负荷的能力带来了巨大挑战，特别是在冷却系统设计和材料开发方面[1]。
交联聚四氟乙烯的耐辐射性能研究
交联聚四氟乙烯的耐辐射性能研究唐忠锋;王谋华;吴国忠;钟磊【摘要】利用电子束高温辐照聚四氟乙烯（PTFE）制备交联聚四氟乙烯（XPTFE）。
通过摩擦磨损测试评价了XPTFE的耐辐射性能。
结果表明：XPTFE 的耐辐射性随交联度的增加而增加,与PTFE相比,XPTFE的耐辐射性可提高两个数量级。
XPTFE耐辐射性提高是因为形成网状交联结构所导致。
【期刊名称】《有机氟工业》【年(卷),期】2010(000)003【总页数】3页(P7-9)【关键词】聚四氟乙烯;辐射交联;磨损率;耐辐射性【作者】唐忠锋;王谋华;吴国忠;钟磊【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】TQ635聚四氟乙烯 (PTFE)是一种白色蜡状的热塑性塑料,具有优异的综合性能。
但 PTFE 的耐辐射能力差,几千戈瑞 (kGy)的剂量就可以使其完全丧失力学性能。
通常条件下,PTFE是一种典型的辐射裂解材料[1～9]。
研究发现[10～12]:在真空或惰性气氛下,温度为330～340°C,利用60Co的γ射线或电子束对PTFE进行辐照,可以制备出交联聚四氟乙烯(XPTFE)。
Sun等[13、14]发现 XPTFE的耐辐射性能明显提高。
Oshim a等[15]利用γ射线在空气和真空条件下对XPTFE进行辐照,利用拉伸性能变化来表征其耐辐射性能。
结果表明:XPTFE 由于形成交联结构,其耐辐射性明显提高,最多可以提高两个数量级。
本文在空气条件下,利用60Co的γ射线对试样进行了辐照,通过热性能及磨损率的变化来评价其耐辐射性。
结果表明,XPTFE的耐辐射性可提高近 100倍。
该项目的研究为 XPTFE 在核反应堆等强射线场中的应用提供了重要的技术支持,为其在新领域的开发应用开辟了一条有效的途径,具有重要的实际应用价值。
PTFE薄片,日本大金公司;不同交联度的 XPTFE片,实验室制备;60Co源的γ-射线辐照实验装置,中国科学院上海应用物理研究所;差示扫描量热仪: TA 822e,梅特勒公司;组态控制万能摩擦磨损试验机:MMW-1A,山东济南益华摩擦测试有限公司。
换热器加挡板的作用
换热器加挡板的作用1.引言1.1 概述换热器是一种广泛应用于工业和生活中的设备，用于实现热能的传递和转换。
它的基本原理是通过在不同温度的介质之间进行热能交换，从而实现能量的平衡和利用。
换热器的作用非常重要，它可以在许多领域中发挥关键的作用。
首先，换热器可以用于改善能源利用效率。
比如，在一些工业生产过程中，会产生大量的余热，如果不加以利用，这些热能将会浪费掉。
而通过使用换热器，可以将这部分余热转移到需要供热的地方，提高能源利用效率。
其次，换热器还可以用于调节介质的温度。
在一些工艺过程中，需要对介质进行加热或降温，而换热器可以提供这种便捷和高效的方式。
通过在换热器中控制和调节介质的流动速度和其他参数，可以实现对介质温度的精确控制。
此外，换热器还可以用于改善工作环境。
在一些工业设备中，会产生大量的废热，如果不及时排除，将会给工作环境带来一定的危害。
而通过使用换热器，可以将这些废热转移给其他介质，从而减少环境的热污染。
总而言之，换热器在工业和生活中都起着至关重要的作用。
它不仅可以提高能源利用效率，还可以调节介质温度，改善工作环境。
因此，进一步研究和了解换热器及其相关技术的作用和影响，对于推动能源节约和环境保护具有重要的意义。
文章结构部分的内容应该包括对整篇文章的结构和内容安排的介绍。
下面是对文章1.2文章结构部分的内容的一个可能的编写方式：1.2 文章结构本文主要分为引言、正文和结论三个部分，以下将对每个部分的内容进行详细介绍。
引言部分（Introduction）在引言部分，我们将对换热器的基本原理和作用进行概述，为读者提供关于换热器基础知识的背景信息。
同时，我们还将说明文章的结构和内容安排，为读者提供一个整体的概览。
正文部分（Main Body）正文部分主要包括四个章节内容，分别是"换热器的基本原理"、"挡板的作用"、"挡板的种类与设计"以及"挡板对换热效果的影响"和"挡板的优化与改进"。
高发射率红外辐射材料的研究进展
高发射率红外辐射材料的研究进展XU Bingjie;CHEN Qi;LIU Pengfei;LU Weihua;HAN Zhao【摘要】高发射率红外辐射材料被广泛用于辐射传热的领域,在高发射率材料的开发和合成上已经有大量的理论和实验工作.综述了近年来高发射率红外辐射材料的研究现状,重点介绍了红外辐射材料的研究理论、材料体系及其新的应用领域等方面的研究进展,并对未来的发展前景做出展望.【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2018(049)012【总页数】9页(P12062-12070)【关键词】高发射率;研究进展;应用【作者】XU Bingjie;CHEN Qi;LIU Pengfei;LU Weihua;HAN Zhao【作者单位】;;;;【正文语种】中文【中图分类】TB350 引言红外辐射材料因具有通过辐射有效强化传热的特性被广泛应用于高温换热场合。
红外辐射材料最早就是被应用于高速飞行器表面的热障涂层，由于高速摩擦产生的摩擦热使飞行器表面温度高达1 000 ℃，利用红外辐射材料的高发射率，通过辐射传热的方式降低飞行器表面温度[1-2]。
现在红外辐射材料已逐步应用于工业炉窑中，红外辐射材料在高温下具有稳定的高吸收率和高发射率，并且可以将部分可见光转化为红外波段内的红外辐射，提高炉窑的热能转化效率[3-6]。
红外辐射材料应用于锅炉炉管吸热表面，红外辐射材料的高吸收率可大大提高锅炉炉管对炉膛火焰热量的吸收，改善炉膛换热条件，增加热效率，达到节能减排的目的，并且通过强化炉膛辐射传热，改善炉内温度场的均匀性，使受热体的加热更充分。
此外高发射率涂层还有望为金属换热器往高效化发展提供行之有效的途径。
任何温度高于绝对零度的物体，都会时时刻刻不间断的向外辐射能量，同时也会不间断的吸收来自其他物体辐射出的能量。
在中高温阶段，热量的传递主要以辐射传热为主，并且随着温度的升高，辐射传热所占的比例也在逐渐变大。
根据维恩位移定律和普朗克辐射定律可知，在高温条件下黑体辐射主要集中于波长为1～5 μm的红外波段，即主要辐射形式为红外辐射。
辐射冷却材料选择综述
辐射冷却材料选择综述全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：辐射冷却是一种常用的passively cooled 设计方法，它利用物体辐射出的热量以达到降低温度的目的。
在很多领域，如航空航天、汽车工业和电子设备等，辐射冷却都有着广泛的应用。
而辐射冷却材料的选择则是影响辐射冷却效果的关键因素之一。
在选择适合的辐射冷却材料时，需要考虑多个因素，如热导率、表面涂层、颜色和耐高温性等。
本文将对一些常见的辐射冷却材料进行综述，并分析它们的特点和适用范围。
石墨是一种常用的辐射冷却材料，因其高热导率和良好的辐射特性而被广泛使用。
石墨具有良好的导热性，可以有效地吸收和散发热量，从而降低温度。
石墨还可以选择不同的颜色来调节其辐射特性，以满足不同的需求。
金属材料也是一种常见的辐射冷却材料。
铝和铜是两种常用的金属材料，它们具有良好的导热性和耐高温性，适合用于一些需要高效散热的场合。
金属材料的外表面可以选择不同的涂层，以增强其辐射特性。
除了以上提到的材料外，还有一些其他的辐射冷却材料，如复合材料、聚合物材料和陶瓷复合材料等。
这些材料具有不同的特点和适用范围，可以根据具体的需求来选择。
选择合适的辐射冷却材料是确保passively cooled 设计效果的关键所在。
在选择材料时，需要考虑其导热性、辐射特性、耐高温性和颜色等因素，以获得最佳的散热效果。
未来，随着技术的不断进步，相信辐射冷却材料将会有更多的创新和发展，为passively cooled 设计提供更多的选择。
第二篇示例：辐射冷却是一种常见的热管理技术，它通过辐射散热的方式将热量从热源传递到环境中。
在辐射冷却技术中，材料的选择对于散热效果起着至关重要的作用。
不同的材料具有不同的辐射特性和散热性能，因此在选择辐射冷却材料时需要考虑多个因素。
材料的散热性能也是选择辐射冷却材料时需要考虑的重要因素之一。
除了辐射散热外，材料还可以通过传导和对流的方式来散热。
在选择辐射冷却材料时需要考虑其对传导和对流的散热性能。
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强化辐射换热涂层的性能研究 1 强化辐射换热涂层的性能研究
谢小青，吕树申 （中山大学化学与化学工程学院，广东 广州，510275） 摘要：本研究以实验研究与数值模拟相结合的方式，对喷涂了不同厚度的两种不同涂料的一系列CPU散热片进行了自然对流条件下的辐射强化换热研究,以测试这两种辐射强化换热涂料的性能，并找出其强化辐射换热的相关规律。实验与数值模拟的结果表明，这两种涂料的确能够强化辐射换热；喷涂适当厚度涂层的散热片比无喷涂的散热片的总散热热阻减少了10％左右，在相同热载荷及边界温度条件下，适当喷涂涂层的散热器与不喷涂的散热器相比，其温度降低多达4℃；对于同种涂料，在保证涂附均匀、完全的情况下，涂层厚度越薄强化散热能力越强；对于相同厚度的涂层，涂料导热率越大其辐射散热能力越强。
关键字：辐射散热；辐射涂料；自然对流；Thermal Desktop Performance study on the heat transfer enhancement
of the radiation coating Xie Xiao-Qing, Lu Shu-Shen (Sun Yat-Sen University, Guangzhou, 510275, China) Abstract: In this research a series of the CPU heat sinks sprayed with 2 types coating with different thickness are experimentally and numerically studied under the conditions of natural convection, to test the coating performance of radiation heat transfer enhancement and to find the relating mechanism. Both the experimental and computational results show that the coating do enhance the radiation heat transfer, and the total thermal resistance of the heat sink decreased about 10% than that without the coating. With the coating the temperature at the top of the heater can decrease 4 ℃ at the same condition of the heat load and boundary temperature. The thinner the better with the same type of uniform coating. It shows the higher performance of radiation heat transfer for the higher heat conduction of the coating at the same thickness . Key words: radiation heat transfer; thermal interface materials; natural convection; Thermal Desktop
一、前言 随着电子工业的高速发展，电子产品的性能不断提高且功率不断增大，产品及组件的体积却越来越小，使得产品的热流密度很大。如果产品的散热能力不足，组件与电路的温度就会上升，影响到电子产品的性能与寿命。另外，在日常的工业生产中，各类铜铝散热器被广泛采用。将高发射率、高导热率的涂料涂附在散热器表面，可以强化其散热性能。在航空航天领域，航天器的热管理倍受关注。航天器设备产生的热量最终只能通过辐射器辐射到宇宙中去，如何提高辐射器的辐射散热效率已引起广泛关注。 强化辐射换热涂层的性能研究 2 辐射结合自然对流散热在某些情况下有着不可替代的优势。比如不能有机械振动与机械噪音的、功率较少且要求散热成本低的、尺寸或结构原因不便安装风扇的、要求能强化散热同时保护金属基体的等等。考虑到自然对流散热效果有限，能结合使用并强化辐射散热将是很有效的散热方式。同时，各类散热器、各类效果优良的导热膏及发射率、导热率都很高的散热涂料也将被开发出来。正是在这样的背景下，本研究将测试这类涂料的强化换热性能与强化规律，为进一步开发新的性能优良的辐射强化换热材料做准备。
二、实验部分 1、实验装置及过程 实验系统如图Ⅰ，包括变压器、加热器、数字式压力仪、数据采集单元、电脑和散热片。
a、系统图 b、实验用散热片 图Ⅰ：实验系统及设备图 用喷抢将涂料均匀的喷涂到散热片上，待干燥后，用涂层测厚仪测量涂层厚度。然后按照图1组装系统，数字式压力仪的压力调节至3Kgf，散热片与加热器之间涂附导热膏以减少接触热阻，在不受辐射影响的四周空气布置热电偶以测量环境温度。最后，开启数据采集系统采集数据，通过变压器调节输入的功率，电压取值从30V～55V，每隔5V取一个。 2、涂料简介 3004涂料与3000涂料的主要区别在于导热率不同，3004涂料的导热率为4.24W/（m×K），3000涂料的导热率为1.19W/（m×K）。 3、实验结果
图Ⅱ：089－3004涂层不同功率条件下的总热阻 图Ⅲ：089－3000涂层不同功率条件下的总热阻 强化辐射换热涂层的性能研究
3 以上结果说明： a、同种涂层的厚度越小，强化辐射能力越强； b、1.8μm厚3004涂层散热片的散热热阻比无涂层散热片的散热热阻减少了10％； c、15μm厚3000涂层散热片的散热热阻比无涂层散热片的热阻减少了约8％。
图Ⅳ：089－3004涂层不同功率下加热器与环境温差 图Ⅴ：089－3000涂层不同功率下加热器与环境温差 在相同热载荷下，喷涂1.8μm厚3004涂层的散热器与无涂层的散热器相比，其与环境间温差要小3℃，即相同的环境温度下，散热器温度将降低3℃；而喷涂15μm厚3000涂层的散热器与不涂层的散热器相比，其与环境间温差要小2.8℃，即相同的环境温度下，散热器温度将降低2.8℃。
三、数值模拟部分 1、Thermal Desktop/RadCAD软件介绍 Thermal Desktop是一个利用抽象网络、有限差分和有限元模拟方法的、能让用户快速建模、分析和后处理复杂热/流体模型的软件工具。Thermal Desktop是世界上第一款专门为热工程师设计的软件工具包，既保留了传统热分析中的真实曲面、精确的曲体单元属性计算、自由指定的模型规模（节点数目）等优势；又结合了当前热模型直接利用CAD模型产生的流行趋势，能完全利用CAD模型和CAD建模工具快速准确地产生热模型。 用户能在Thermal Desktop的Case Set Manager内直接调用SINDA/FLUINT，通过简单的鼠标操作管理热导计算、辐射分析设置、流体流动网络生成、SINDA求解器设置和后处理调用等事宜。RadCAD是Thermal Desktop的辐射分析模块，是一个超快速度的、oct-tree加速的、基于Monte-Carlo光学追迹算法的辐射计算软件。RadCAD计算辐射交换系数和角系数。 2、系统建模简介 2．1几何模型的建立
a实物图 b 模型西南等轴侧视图 c节点图 图Ⅵ 散热片建模示意图 几何模型的建立可以通过类似CAD的方式完成，结果如图Ⅵ。此模型包括26个面单元，796个节点，强化辐射换热涂层的性能研究 4 1个热载，1个面接触热阻。热量均匀加载到一个算术节点面上，此面单元与散热器底端面单元（16×12个节点）的接触热阻为2W/℃，散热器中部的每块肋上有7×4个节点；边肋上半部分为7×3个节点，下半部分为7×2个节点；每块横肋为7×2个节点。 2．2自然对流设置 对于不同的面，采用不同的自然对流计算方式。对于两个外侧面，采用大空间自然对流模型；对于散热器肋片之间的自然对流，采用有限空间的自然对流模型。考虑到其下端封闭，不是完全意义上的有限空间自然对流，需给其一个适当的修正参数，这个参数由无涂层组工况的实验结果与计算结果比较得来。 Thermal Desktop/RadCAD里有自然对流的计算模块。设置一个边界节点（环境温度），在边界节点与散热面之间建立热导连接，然后选择恰当的自然对流计算方式，设置恰当的尺寸参数即可。完成设置之后的模型如图Ⅶ。
图Ⅶ：一个侧肋的自然对流设置示意图 图Ⅷ：辐射计算设置示意图 2．3辐射计算设置： 辐射传热计算牵涉到辐射角及辐射系数的问题。在RadCAD中，建立好热模型并确定面、节点有无辐射换热之后，设置环境温度、开启辐射计算加速功能，最后在Case Set Manager里调用辐射计算。RadCAD软件能根据面的光学特性、节点间的几何关系确定辐射角及辐射系数，并结合温度值计算辐射传热。辐射计算设置完毕之后的结果如图Ⅷ。 2．4功率加载面的设置： 将加热器顶端模拟成只含有一个算术节点的面单元，热载均匀地施加在这个面单元的底面，而它的另一个面与散热器底端之间有一个热导连接。由于它本身没有热容，施加的载荷就实时地上传到了散热器底面上。功率加载面为图Ⅸ中的红色部分。
a 主视图 b 仰视图 图Ⅸ 功率加载面的设置 3、模拟计算及结果分析 3．1实验与计算对比 这里探讨了无涂层散热片与涂附3004涂料厚1.8μm两种情况下的实验与模拟计算结果，结果如图Ⅹ。