传统电缆回填(如细砂、混凝土)导热差,易导致过热。我提出用吸水高分子材料(e.g., 超吸收聚合物)+高导热填料(e.g., 矿渣,λ>10 W/m·K)混合,形成“热管效应”散热系统。热量使水分蒸发,水蒸气向低温区迁移冷凝,液水毛细回流,形成循环。目标:量化其优势。
具体仿真需求(从简单到复杂逐步建模):
稳态温度场分析:
模型:2D/3D有限元,耦合热传导方程 (∇·(λ∇T) + Q = 0) 与水分迁移 (Darcy's law for vapor/liquid).
输出:电缆芯/皮温度,与传统材料比降温ΔT(预期5-20°C)。
场景:电缆负载下最终稳定场。
水分动态影响:
热驱动迁移:热梯度∇T引起蒸发 (q_vapor = -D_v ∇p_v),冷凝放热。
反作用:水分循环提升等效λ_eff(仿真量化贡献,e.g., +20-50%)。
瞬态响应:负载突增时,达到新平衡时间(预期分钟到小时)。