本文通过对热熔护壁中热传递过程的理论分析，结合三种传热方式的基本理论计算公式，提出增强传热的有效措施。通过对前人总结的多种发热材料特性的分析，进行优缺点的总结对比，找出合适的非金属电热材料即高强石墨材料。高强石墨材料设计不同的硅碳棒结构，分别对圆筒状发热结构、栅状发热结构以及螺旋状发热结构进行了在相同额定功率下的电阻、电流以及表面荷载率的计算。通过软件进行不同结构硅碳棒的仿真模拟，模拟分析的重点在于不同结构硅碳棒发热效率的分析。论文得出结论如下:

        1、通过总结前人对多种发热材料特性的研究，对比分析不同材料的优缺点。对于高强石墨发热材料，电阻率较低。通过计算圆筒状结构、栅状结构和螺旋状结构在相同额定功率下的电阻、电流值，栅状和螺旋状发热结构电阻比圆筒结构的电阻有很大程度的增加。可见，通过对结构参数的改变或者结构形状的改变，电阻可以得到较大程度的改善。

        2、硅碳棒设计为栅状或者螺旋状，由于二者的表面积较大，理论上传热效率比圆筒结构得到了增强，表面负荷率也得到降低。两种结构通较低的电流，就可以得到较高的温度，且随着电流的增加，达到一定温度所用时间明显缩短，具有较好的发热效率。可以根据对升温速率和温度的实际需求，进行硅碳棒结构的选择。

        3、通过仿真计算，得到的栅状结构硅碳棒发热效率的结果与实验中所采用的栅状结构硅碳棒，随着所通电流的增加硅碳棒升温至一定温度所用的时间较大幅度地缩短这一结论相吻合。

        4、通过对孔壁温度场的模拟分析，得出孔壁周围土体中的温度随着离发热体径向距离的增加而降低，并且到达一定距离时，土体中的温度趋于稳定。

展望

        本次分析的重点在于在已有的结构选型中，找出更优化的硅碳棒结构的设计，并尝试分析高强石墨加工成螺旋结构硅碳棒的发热效率，与此同时也分析了实验中用到的结构与模拟的结构发热效率的一致性。但是分析并不全面，在整个硅碳棒的设计中，不仅有结构的设计，还有材料的选择。需要指出的是，利用软件模拟对材料参数的改变对发热效率乃至整体的传热效率的影响也是一个重点。所以，仍需要努力的方向有:

        1、继续优化硅碳棒材料的选择和结构的设计。

        2、在已有的较理想的硅碳棒结构基础上，分析不同结构的硅碳棒对热传递过程中热传递效率的影响。

        3、对螺旋状结构硅碳棒的使用提出的改进措施通过实验验证其可行性。http://www.guitanbang.net.cn/

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