等溫技術

等溫技術（英語：Isothermal Technology）是指高熱傳導介質以熱波熱共振傳熱的方式，使得傳熱元器件或物質，其熱能的輸入端與輸出端即時實現無溫差現象，亦即熱阻為零的熱傳遞技術。

概述

熱傳遞基本以熱傳導、熱對流、熱輻射三種方式進行。法國數學家約瑟夫·傅立葉在1807年將導熱規律總結為傅立葉定律，即通過等溫面的導熱速率與溫度梯度及傳熱面積成正比，其形式可表達為：q(r,t)=-k∇T(r,t)，其中q是熱流密度，T是溫度，t是時間，r是空間坐標，k是材料熱導係數。當體系出現空間微尺度熱效應，或者時間微尺度效應時，傅立葉導熱定律便不再適用，而修正為雙相遲滯模型^[1]^[2]：q(r,t+τ_q )=-k∇T(r,t+τ_T)，其中τ_q是熱流遲滯（時間微尺度效應），τ_T是溫度梯度遲滯（空間微尺度效應）。此時，能量（溫度）傳播是以波動的方式傳播，與基於傅立葉定律的拋物型導熱方程所表現的擴散方式傳播有很大的不同。

等溫技術利用等溫傳熱介質的多相性（從而可同時存在多個輸運過程），使得各種輸運過程交叉耦合，產生新的流體效應^[3]^[4]。這樣的效應不僅可以強化雙相遲滯模型中的波動傳熱，使得該等溫傳熱介質具有熱波甚至熱共振的熱輸運特性，而且可以進一步通過調節交叉耦合項來調製熱波熱共振^[5]，從而實現具有熱超導特性的等溫熱傳甚或負溫差熱傳。此時，通過傅立葉導熱定律推導出的熱導係數可以是無窮的。

參考來源

^ Wang L. Q., Zhou X. S. and Wei X. H. 2008, Heat Conduction: Mathematical Models and Analytical Solutions （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）, Springer-Verlag, Heidelberg, 515p, ISBN 978-3-540-74028-5.
^ Tzou D. Y. 2014, Macro-to Microscale Heat Transfer: The Lagging Behavior, 2nd Edition, John Wiley & Sons, Washington, 576p, ISBN 978-1-118-81822-0.
^ Xu M. T. and Wang L. Q. 2002, Thermal oscillation and resonance in dual-phase-lagging heat conduction （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）, International Journal of Heat and Mass Transfer 45, 1055-1061.
^ Wang L. Q. and Wei X. H. 2009, Nanofluids: synthesis, heat conduction, and extension （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）, Journal of Heat Transfer 131, 033102
^ Fan J. and Wang L. Q. 2011, Review of heat conduction in nanofluids （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）, Journal of Heat Transfer 133, 040801/1-040801/14.

[1] Wang L. Q., Zhou X. S. and Wei X. H. 2008, Heat Conduction: Mathematical Models and Analytical Solutions （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）, Springer-Verlag, Heidelberg, 515p, ISBN 978-3-540-74028-5.

[2] Tzou D. Y. 2014, Macro-to Microscale Heat Transfer: The Lagging Behavior, 2nd Edition, John Wiley & Sons, Washington, 576p, ISBN 978-1-118-81822-0.

[3] Xu M. T. and Wang L. Q. 2002, Thermal oscillation and resonance in dual-phase-lagging heat conduction （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）, International Journal of Heat and Mass Transfer 45, 1055-1061.

[4] Wang L. Q. and Wei X. H. 2009, Nanofluids: synthesis, heat conduction, and extension （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）, Journal of Heat Transfer 131, 033102

[5] Fan J. and Wang L. Q. 2011, Review of heat conduction in nanofluids （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）, Journal of Heat Transfer 133, 040801/1-040801/14.

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等溫技術

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相關

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