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平面物体间强耦合的近场辐射与传导传热

介观与纳米尺度物理 2016-09-28 v1

摘要

我们研究了平面几何结构中传导与辐射传热(RHT)的相互作用,并预测由辐射引起的温度梯度可以在RHT随间隙尺寸变化的行为中发挥重要作用,这在很大程度上取决于几何与材料参数,而与操作温度关系不大。我们的发现利用了基于闭式表达式的严格计算,该表达式用于求解真空间隙 dd 隔开且具有任意温度分布的两板间的热通量,并结合了该几何结构中传导-辐射耦合的近似但精确的解析处理。我们发现,这些效应在典型材料(例如二氧化硅和蓝宝石)中在数十纳米的间距下即可十分显著,并在具有中等电导率和增强辐射特性的金属氧化物中可发挥更大的作用。广义而言,这些预测表明,RHT对热传导的影响(反之亦然)可能表现为对纳米尺度下RHT可能幅值的限制,该值在短间距下趋于一个常数(即间隙闭合时的传导传热率)而非发散。

关键词

引用

@article{arxiv.1609.02823,
  title  = {Strongly coupled near-field radiative and conductive heat transfer between planar objects},
  author = {Riccardo Messina and Weiliang Jin and Alejandro W. Rodriguez},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1609.02823},
  year   = {2016}
}

备注

5 pages, 3 figures. arXiv admin note: text overlap with arXiv:1605.05708