基于微观结构的气凝胶热导率分析

工程热物理学报 , 2013, 34(10): 1926-1930.

基于微观结构的气凝胶热导率分析

赵俊杰 ^1, , 于海童 ^2, , 段远源 ^3, , 王晓东 ^4, , 王补宣 ^5,

1.清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室,二氧化碳资源化利用与减排技术北京市重点实验室,北京 100084;国电电力发展股份有限公司,国电集团,北京 100101

2.清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室,二氧化碳资源化利用与减排技术北京市重点实验室,北京 100084

3.清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室,二氧化碳资源化利用与减排技术北京市重点实验室,北京 100084

4.华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室,北京 102206

5.清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室,二氧化碳资源化利用与减排技术北京市重点实验室,北京 100084

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(51236004)

关键词：气凝胶 , 整体热导率 , 微观结构 , 二次多孔纳米颗粒

Analysis of Aerogel Thermal Conductivity Based on the Microstructure

ZHAO Jun-Jie ^1, , YU Hai-Tong ^2, , DUAN Yuan-Yuan ^3, , WANG Xiao-Dong ^4, , WANG Bu-Xuan ^5,

2.清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室,二氧化碳资源化利用与减排技术北京市重点实验室,北京 100084

3.清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室,二氧化碳资源化利用与减排技术北京市重点实验室,北京 100084

4.华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室,北京 102206

5.清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室,二氧化碳资源化利用与减排技术北京市重点实验室,北京 100084

Keywords： silica aerogel , total thermal conductivity , microstructure , secondary porous nanoparticle

基于近真实的气凝胶复杂结构,提出气固耦合导热的并联比例因子,考虑气凝胶微观结构特征和纳米尺度导热效应,建立解析法模型.结果表明本模型能较好预测不同压力、温度、密度及不同微观结构的气凝胶整体热导率,能快速应用于气凝胶热物性的构效关系的预测和优化.常温下气凝胶整体热导率在密度130 kg·m-3时取得极小值.高温下整体热导率随二次颗粒数量的增多而减小.气凝胶在高温下的隔热性能主要受气凝胶二次颗粒数密度的影响.

参考文献

[1]	Gaosheng Wei;Yusong Liu;Xinxin Zhang;Fan Yu;Xiaoze Du .Thermal conductivities study on silica aerogel and its composite insulation materials[J].International Journal of Heat and Mass Transfer,2011(11/12):2355-2366.
[2]	Zhao, J.-J.;Duan, Y.-Y.;Wang, X.-D.;Wang, B.-X. .A 3-D numerical heat transfer model for silica aerogels based on the porous secondary nanoparticle aggregate structure[J].Journal of Non-Crystalline Solids: A Journal Devoted to Oxide, Halide, Chalcogenide and Metallic Glasses, Amorphous Semiconductors, Non-Crystalline Films, Glass-Ceramics and Glassy Composites,2012(10):1287-1297.
[3]	赵俊杰,段远源,王晓东,王补宣.纳米复合隔热材料辐射与导热耦合传热[J].工程热物理学报,2012(12):2185-2189.
[4]	李雄威,段远源,王晓东.SiO2气凝胶高温结构变化及其对隔热性能的影响[J].热科学与技术,2011(03):189-193.

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