加热不燃烧是一种结合了加热器具及特制烟弹（固态介质）的新型烟草产品，通过将固态介质加热到一定温度使之散发浓郁烟香。在加热和反应过程中，由于发热体温度超过200℃以上，外壳温度会因内部发热温度较高而产生烫手现象；而且，随着器具的不断小型化要求，热管理，特别是隔热问题成为该小型化产品的最大阻碍。本项目希望通过对一款小型化加热不燃烧产品进行热分析（产品高90-110mm，直径12-15mm），明确热传递形式和路线，并通过材料创新等寻求隔热材料和阻断热传递的方法，使发热体在260-300℃工作600s，外壳温度不超过48℃。

项目的主要目标是比较不同隔热材料和隔热方法，寻求最优方案，使特定器具的发热体在260-300℃工作600s，外壳温度不超过48℃。

第一部分是选择合适的外壳材料并确定其厚度。第二个部分是选取隔热填充物的材料，并加工为合适尺寸的套筒。我们优先选取导热系数低且耐高温的隔热材料，如气凝胶、真空绝热材料、聚酰亚胺泡沫或陶瓷纤维，并研究填充的方式（如颗粒填充、分层填充或泡沫填充）对热阻性能的影响，针对不同设计方案进行结构优化。

我们还需要进行全过程的仿真设计和实验验证。模拟不同工作条件下的热性能，并对多种隔热设计方案进行综合评估。实验验证部分需通过实际样机测试外壳表面温度、内部热分布以及隔热效果，对比来验证仿真结果和方案评估。

（1）      过COMSOL Multiphysics整合二次拉格朗日单元固体传热模型与表面对表面辐射耦合多物理场算法，采用非结构化自适应加密网格（单元数达360万级），构建气凝胶、石墨片复合材料套筒体系，在12核集群上完成60秒高精度瞬态仿真，确定外壳温度水平由套筒热阻决定的研究方向。

（2）      确定了该产品的最优外壳材料和外壳的厚度：钛合金外壳综合隔热效果最佳，并且权衡后搁置了向外壳表面涂敷涂层来隔热的方案。

（3）      确定了该产品在理论上的最优填充材料组合方案：1.24mm厚TEY-500气凝胶+1.94mm厚MGF气凝胶。

（4）      建立了针对特定产品的实验方案，基于可获得的材料进行隔热效果实验探究，得到产品整体的优化选型为钛外壳+MGF气凝胶低温隔热层+原高温层，最高温度峰值降低至47.8℃。