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气 凝 胶 是一种由固体骨架和气体构成的纳米孔绝热材料

2019-08-12 15:03:26      点击:118
气 凝 胶 是一种由固体骨架和气体构成的纳米孔绝热材料。因其具有高孔隙率、高比表面积、低导热率等   特性,目前已成为航天航空及建筑等领城极具潜力的  防隔热材料。 对 其 热 特 性 进 行 理 论 分 析 研 究 可以
为气疑胶绝热材料的热设计和性能优化提供理论依据
 纳米微孔绝热版
纳米颗粒均假定为相同尺寸。实际上.在纳米隔热材料中·颗粒 尺寸是随机分布的,大小不一。为探索颗粒尺寸非均匀分布对气凝胶材料导热特性的影响.本文在考虑固体纳米颗粒尺寸非均匀分布的基础上.建立了气疑胶气固耦合导热模型,进一步开展了对气疑胶导热特性的研究。
物理与数学模型
气凝胶气固耦合导热计算
基于 S.Q. Ze ngC3J提 出 的 结 构 模 型 和 S i02    气 凝 胶的 微 观 结 构 特 点    ,建立两种 尺寸纳米颗粒四棱柱结构模迎.如图 1  所示。小球颗粒直径 d ,'    大 球 颗 粒 直 径d z , 大球与小球数扯比/) : q . 模型结构边长 D。气疑胶固体纳米颗粒尺寸较小,其横向与纵向导热系数相差很小,因此 假定颗粒导热各向同性。颗粒间接触界面热阻采用下式计算(见和参考。
国内外学者对气凝胶材料导热特性做了一定的研究,ZengC3J 提出了气疑胶材料气固导热的 3 种立方阵结构模迎,利用 3 种模迎计算了气凝胶气固耦合导热系数。魏高升[ 4 」发 展了气疑胶复合材料导热结构模型,并计 算 了 其 有 效 导 热 系 数 。
目前,纳米隔热材料气固耦合导热特性的研究中.式中,T    为界面温度;S  为界面接触面积;h    为普朗克常数;V1        为材料声速,如 2  为界面声子透射系数.界面两侧为同种材料时 a 尸  z =    0.5。
基于以上结构模拟,根据能量守恒及傅里叶导热定1$. 可得气疑胶有效导热系数:



 

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