气凝胶中气相贡献热导率的数值求解

本文首先对纳米尺度受限空间中分子自由程进行了修正,进而提出了受限空间中气体的"净热导率"模型,并使用DSMC结果验证了该模型。采用扩散集团凝聚(DLCA)方法构造了气凝胶三维物理模型。结合提出的气相"净热导率"模型,采用LBM方法对气凝胶中气相贡献热导率进行了数值求解。结果表明:数值预测结果与实验值吻合较好。

纳米隔热材料的孔隙结构特征与气体热传输特性

为研究纳米隔热材料孔隙结构内部的气体热传输特性,采用溶胶—凝胶工艺结合超临界干燥技术,制备了一系列具有不同孔隙结构特征的样品,通过热导率、氮气吸-脱附和真密度测试,全面、准确获取了其孔隙结构信息,并专门、系统研究了孔隙结构特征与气体热传输特性之间的关系.研究结果表明:与气相贡献热导率相对应,材料具有双尺度孔隙结构特征,并且当大孔隙尺度不及小孔隙的10倍时,可进一步等效为单尺度孔隙.考虑气固耦合传热的本征气相贡献热导率随孔隙尺度的增大而升高,与气相热导率变化类似且成一定的比例关系,孔隙尺度小于200 nm和大于500 nm时的比例系数分别为2. 0和1. 5,200~500 nm时则为2. 0~1. 5.当大、小孔隙尺度的比值不超过10时,或者这一比值为100~1000且大孔隙含量低于10%时,气相贡献热导率随环境气压的降低依次呈现快速下降、缓慢下降和无变化三个阶段;当这一比值超过3000时,即使大孔隙含量很低(不超过10%),气相贡献热导率也会依次呈现快速下降、缓慢下降、快速下降和无变化四个阶段.