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當環境空氣流經多孔介質時，會攜帶水分。在這個過程中，溫度和水分相互影響：水汽的飽和度取決于溫度條件，而蒸發和凝結導致的潛熱效應會改變溫度。上一篇文章中，我們討論了空氣中的熱濕傳遞。接下來，我們討論需要考慮的孔隙中的熱濕傳遞過程，以及如何用 COMSOL Multiphysics? 軟件模擬多孔介質中的熱濕傳遞。

項目簡介某為水泥窯頭冷卻器進氣結構為異形梯形結構，進氣管道斜45°插入進氣口，且進氣管道風速較高，約24.4m/s，煙氣在進氣口內難以均勻擴散，為保證換熱效率，需保證換熱管進氣斷面煙氣分布均勻，故建立冷卻器及其進出氣管道模型，做CFD模擬如下。

經驗相關式的高精度擬合依賴于大量的試驗結果或換熱器的全尺寸數值模擬，由于翅片結構參數和運行條件的不同，不同換熱器的通用性仍然存在問題。第二種方法是基于多孔介質模型的換熱器數值模擬等效[10]，其中換熱器等效主要用于流阻等效，其效率高但傳熱性能等效仍不準確，因此，主要根據試驗結果建立換熱器一維傳熱模型。ZHOU等[11]利用多孔介質模型模擬了換熱器的阻力特性。

對單個通道單獨建模，使用多孔介質模型模擬單個通道內流體流動，多孔介質的參數如圖2所示，得到通道內流體溫度分布如圖5所示。同時得到了輸出參數Nu和Cf與輸入的關系。使用克里金法（Kriging）對48次單通道模擬得到的Nu值和139次模擬得到的Cf值進行插值，得到Re=8000時的響應平面，結果如圖6所示。

比如計算總流阻、計算總換熱量，用微觀細節的犧牲換宏觀尺度的快速求解。AICFD的幫助文檔中，就有汽車熱交換器的多孔介質模擬案例，歡迎到天洑官網下載，安裝體驗。

方案優勢針對環路熱管的計算，方案的主要特色與優勢如下： 軟件具備氣液兩相模型，可模擬微納米尺度如空隙尺度的多孔介質、微納結構等吸液芯的毛細潤濕和蒸發過程；可以考慮并預測毛細能力及蒸發換熱性能。 支持在微通道納米尺度中計算兩相相變，可用于表面凝結和核態沸騰的相變過程計算，以及計算在相變過程中的換熱情況。

此外還有，如在沸騰換熱液體中，把一塊多孔物體置于加熱表面上，靠通過這種多孔加熱面連續地移走蒸汽，即所謂“吸入”的辦法，因而使膜狀沸騰換熱得到改善。 (4)表面涂層 在凝結換熱時，可在換熱表面涂上一層表面張力小的材料，如聚四氟乙烯等以造成珠狀凝結，有利于增大換熱系數。

一、概 要1）案例描述本案例針對某種多孔介質歧管，采用多孔介質模型、對流換熱壁面和湍流模型對歧管進行流動傳熱仿真，案例最后可以看到歧管的壓力和溫度分布情況。2）網格采用非結構四面體為主的網格，網格數67萬。

為了進一步提高催化劑裝填率，將反應介質空間和換熱介質空間調換，催化劑裝填于管外，換熱介質在管內流動，通過流場模擬和試驗驗證綜合確定恰當的反應管間距來保證換熱性能。一種刺刀管式或夾套管式反應器結構見圖5。催化劑裝填于殼程，形成反應空間，換熱介質在反應器內管和套管形成的間隙中流動，形成換熱空間，該方案可有效提升催化劑裝填率。

本文我們從微觀和宏觀層面研究了多孔介質中的流動，并表明了：在各自的適用領域，使用宏觀方法可以得到非常好的近似值。多孔微通道散熱器的優化模型就是使用 Forchheimer 方程模擬的一個工業應用例子。本文來自：COMSOL

(3)改進表面結構 對金屬管進行燒結、電火花加工或切削，使之管表面形成一層很薄的多孔金屬層而構成多孔管，可以增強沸騰和凝結換熱。如：用于沸騰換熱的美國的高熱流管，日本的E型管，德國的T型管，我國的DAE管等。此外還有，如在沸騰換熱液體中，把一塊多孔物體置于加熱表面上，靠通過這種多孔加熱面連續地移走蒸汽，即所謂“吸入”的辦法，因而使膜狀沸騰換熱得到改善。

對于雙管板換熱器，存在兩種設計理念的認識：一種認為雙管板換熱器用于絕對防止管殼程間介質混串的場合，設計在內外管板之間空腔上加裝排液倒淋閥，供日常觀察和內管板發生泄漏時排放，使得管殼程介質切實被內外二層管板隔離。這是采用雙管板結構型式的主要目的。另一種認為雙管板換熱器可用于管殼程間介質壓差很大的場合，設計在內外管板之間的空腔中加入一種介質，來減小管殼程間介質的壓差。

值得一提的是，板式換熱器的模塊化設計為換熱面積的調整提供了極大便利，通過增減板片數量，可以在一定范圍內靈活調節總面積，以適應不同的工況需求，這種靈活性不僅提升了設備的適應性，也降低了用戶在不同項目中的選型難度，然而這也帶來了一個難題：如何在滿足性能要求的同時避免過度設計？這就需要制造商具備深厚的工程經驗和精準的模擬分析能力。

在Simcenter STAR-CCM+中，可以使用DFBI模型對代表閥門的質量彈簧阻尼器系統進行建模，但由于這涉及網格運動，計算量會變得比較大（時間步長和網格運動穩定性考慮），特別是當模擬不主要關注閥門開閉的過程而是關注閥門打開后流體的擴散時，運用動網格技術來實際模擬閥門的運動就不太容易工程化。 在這篇文章中，提出了一種更簡單的方法，使用多孔介質模型來近似閥門的行為。

項目介紹對于本田 CR-V SUV 模型的設計，本田希望獲得詳細汽車幾何形狀的全耦合熱 3D-CFD RANS 模擬。模擬的主要目的是清楚了解汽車引擎蓋下的所有熱學方面。需要考慮所有相關的熱源：發動機、排氣系統、散熱器、冷凝器和風扇。他們需要一種能夠處理大規模耦合仿真的求解器，同時在一個仿真中考慮外部流動、旋轉組件、多孔介質、共軛傳熱、熱交換器建模和輻射。

但是空氣邊流動邊吸熱，溫度慢慢就升高了，流到后面已經是熱空氣了，散熱效果肯定會下降。 另一種方式是通過液冷散熱，費用比風冷高，但液體的熱容和換熱能力比空氣厲害多了。用了液冷，有的要在風扇的基礎上再加個泵，抽著冷卻液循環轉起來。有的可能還會加壓縮機和換熱器，例如家用空調。不同品牌和類型的電動汽車，電池包散熱結構可能都會有些不同，有自己的設計和巧思在里邊。

2、換熱介質的化學成分對結垢形成的影響 換熱介質是指和工藝物料發生熱量交換的輔助介質，常用的有水、油、空氣等。水是最常見的換熱介質，其雜質成分對換熱器結垢的形成有很大的影響。具體來說有：以離子或分子狀態溶解于水中的雜質：鈣鹽類、鎂鹽類、鈉鹽類。以膠體狀態存在的雜質：鐵化合物、微生物、冷卻循環水中的污泥，來源于空氣中的塵土及補充水中的懸浮物，逐漸沉積在流速較低的換熱器中。

</p><p><strong>邊界條件設置：</strong>準確設定熱管兩端及壁面的熱通量、壓力、濕度等邊界條件是仿真結果準確性的關鍵，而在實際情況中這些條件可能會隨時間和空間變化。</p><p><strong>微尺度效應：</strong>部分熱管內部結構具有微觀特征，如微槽、多孔介質等，這類微尺度效應對傳熱有顯著影響，但建模難度較大。

它具備氣液兩相模型，能夠模擬微納米尺度如空隙尺度的多孔介質、微納結構等吸液芯的毛細潤濕和蒸發過程，預測毛細能力及蒸發換熱性能。 支持在微通道納米尺度中計算兩相相變，可用于表面凝結和核態沸騰的相變過程計算，以及計算在相變過程中的換熱情況。 軟件支持熱限制模型與RPI壁面沸騰模型，并開發有先進的的壁面冷凝模型，可根據此對池沸騰、大空間冷凝相變、壁面相變等進行數值模擬。