固-固二元复合材料等效导热系数模型研究综述及评价

钱立波，余红星，孙玉发，邓 坚，吴 丹，李仲春，黄 涛

(中国核动力研究设计院 核反应堆系统设计技术重点实验室，四川 成都 610041)

等效导热系数(ETC)是表征复合材料传热性能的主要参数，是反映复合材料宏观导热能力的特征参数。在反应堆工程领域，常见的复合材料(结构)包括高温气冷堆球床、聚变堆氚增殖层、弥散燃料元件(耐事故全陶瓷微封装燃料(FCM)、金属微封装燃料(M3)和陶瓷金属燃料(CERMAT)等)等固-气/液、固-固复合材料。复合材料等效导热系数是各相导热系数、结构、排列方式及分散相体积填充率的函数。因此，根据分散相成分和结构等特点，复合材料等效导热系数计算模型可能具有不同的形式。目前，国内外众多学者根据现有经验和理论模型、最小热阻法、热阻网络法、数值计算法、渐进均匀化方法、逾渗理论和分形理论建立了多种预测二元复合材料等效导热系数的理论方法[1-2]，但这些方法在预测复合材料等效导热系数时仍存在较大的不确定性[3]，原因在于这些模型大多仅适用于特定的复合材料体系，普适性不高。因此，在应用等效导热系数模型分析复合材料导热问题前，应评价等效导热系数模型的适用性。

本文对目前固-固二元复合材料等效导热系数计算方法进行总结，并基于国内外颗粒状分散相固-固二元复合材料等效导热系数实验或数值计算结果评价已有经验或理论模型，以确定不同工况下预测精度较好的等效导热系数经验或理论计算模型。……