有效导热系数是把固定床反应器所有的传热过程都看作是一个导热过程，并用傅立叶导热公式加以计算的导热系数。

定义概念

固定床反应器床层中的轴向和径向存在的传热过程.包括颗粒与流体间的对流传热，颗粒触点间的导热以及流体本身的导热以及流体的弥散引起的传热，在高温时还包括辐射传热等。

1967年，Cotter首先对高温热管的起动问题进行了研究，提出高温热管的起动属于前端起动，即处于环境温度下蒸汽的密度很低，分子的平均自由程超过蒸汽腔的直径，在这种条件下的起动称为前端起动。Cotter在热管的轴向方向上建立了一维模型并建立了有效导热系数，但没有给出涉及到高温热管起动的精确分析关系，而且也没有将分析解答与实验数据相比较。

1970年，Sockol等对用锂作为工作介质的高温热管进行研究，观察到在输入足够高的热量且当陡峭的温度界面沿热管长度方向运动时，热管壁温升到某一中间值时就保持恒定。基于上述实验观察，Cotter模型得到了验证和修改。

Ivanovsikii等在分析了高温热管的起动现象后，总结出了3种特殊的起动方式：均匀起动、前端起动以及存在不凝性气体的前端起动，并基于温度分布提出了3种分子流动：自由分子流动、过渡分子流动与连续蒸汽流动。

近十几年来，高温热管的理论研究热点主要针对整个管内工质处于冻结状态下的起动问题，同时随着计算流体力学与计算传热学的发展，其分析方法也随之改变为采用数值模拟方法。

针对深部矿井巷道内高温高湿的特点，进行了三个方面的研究：孔隙介质热物性、含湿巷道围岩传热传质规律以及隔热材料和隔热效果分析。第一根据有效导热系数的定义和热阻模拟方法，计算了干燥破碎煤体的导热系数，与实测值吻合；对于孔隙岩体，模拟了不同孔隙率条件下孔隙规则分布与随机分布两类模型的稳态热传导。结果表明等效导热系数与固体基质率之间呈双对数线性关系，拟合指数符合Archie定律；含小孔隙且未集中分布的岩体导热系数是各向同性的。第二针对深部巷道湿壁巷道与风流间非稳态传热传质问题，研究发现在瞬态传热传质试验初始阶段，巷道围岩温度迅速降低，此后降幅趋缓并逐渐稳定为定值。水分扩散半径要比热扰动半径小，湿壁巷道的出风口焓值要远远高于干燥巷道，水分传递引起的潜热在深部热环境中具有重要作用。周期性传热发现，巷道风流的温度、湿度和焓值以及围岩温度均呈现周期性变化。距离壁面越远的位置，巷道围岩温度波动幅度越小，且巷道温度波相位滞后于风流。第三研究了隔热材料的力学性质，发现抗压强度与干密度呈指数关系；水灰比对纤维最优添加量有一定影响。对低干密度泡沫混凝土，添加短纤维对抗压、抗拉强度提升明显，最高增幅分别为180%和86%；网状纤维对抗压、抗拉强度的提升优于丝状纤维；添加纤维后泡沫混凝土弹性模量和峰后残余强度分别为原来的4倍和2倍。隔热材料导热系数与干密度也呈指数关系，且随含水率增大迅速增加，增幅主要受孔隙率决定。求解了巷道隔热层瞬态传热方程，计算发现铺设隔热层后围岩原始温度受到风流扰动显著降低，通风5年时未隔热巷道传热量为铺设隔热层的1.6倍；巷道/隔热层热阻与隔热层铺设厚度呈线性变化，随着铺设厚度增加热阻迅速增加，同时换热强度不断降低。当巷道铺设双隔热层时，热阻与厚度间仍呈线性关系且与顺序无关。巷道/隔热层热阻受导热系数小的材料影响更大。隔热层厚度增加后，传热系数对传热量影响也逐渐降低。数值计算发现，一定长度的巷道壁面与风流温度沿轴向呈线性增加，但两者增加率并不相同。铺设隔热层的轴向风流温升率明显低于未铺设时；巷道风速越高、巷道尺寸越大、原始围岩温度越低、冷却半径越大，出风口风流温升越小。项目研究所获得的结论，可为高温高湿矿井采用壁面隔热阻湿技术实现热环境改善提供一定参考。 2100433B