MATLAB纳米多孔材料辐射换热特性研究(4)
时间:2022-09-19 22:43 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
Wang等人[24]通过实验测得了遮光剂的较精确的复折射率,遮光剂的透射率τ可以通过傅里叶红外光谱实验测量,在实验中,特定尺寸和质量分数的遮光剂粒子溴化钾颗粒均匀混合,将混合物在干燥炉中干燥,然后在加压机中施加50~100Mpa的压力,形成一个薄圆盘(样品1),再用纯溴化钾按同样方法制作一个半径与厚度相同的圆盘(样品2),将两个圆盘置于傅里叶红外光谱仪中,分别测量其透光率。因为样品1中遮光剂的体积分数很低,遮光剂的透光率可由样品2得到的结果减去样品1的结果得到。通过Beer定律,透光率与消光率满足一下等式: λ : 波长e* : 遮光剂的消光系数 ρ : 样品1的密度 h : 样品的厚度 τ和e*根据遮光剂种类、体积分数和尺寸的不同取值不同,不是常量。但是Zeng等人的研究表明,对于均质的吸收介质,例如遮光剂气凝胶复合材料中的遮光剂粒子群,消光系数的虚部可由e*根据下面式子导出[21]:(2。2。3)文献综述 ρopa : 遮光剂的密度 将以上两个式子联立可得:(2。2。4) 复折射率的实部与虚部满足K—K关系[25]:(2。2。5) 要得到遮光剂整体的辐射传热特性,首先应得出单个粒子的辐射传热特性,即粒子的散射系数、吸收系数、消光系数以及散射相函数。计算单个粒子的辐射传热特性要应用Mie散射理论[19],Mie散射理论是研究金属微粒的散射而建立的,是胶体和大分子研究的关键理论方法,Mie散射理论的物理基础是电磁波和构成物质的电荷的相互作用,一个颗粒可看作多级子群,当受到入射波的激发时,这些多级子会向外发射电磁波,这些发射出去的电磁波在远场区域叠加为散射波。这些电磁波的振幅是缓慢收敛的级数,它们的各项平方之和,即为某方向的散射光强。 图2。2。1 球形粒子上光的散射分布[19] 对于球形粒子,平行方向极化光强IHH,垂直方向为IVV,满足以下公式: S1(θ)与S2(θ)是与两个散射角相关的函数,定义为: 其中公式(2。2。8),(2。2。9)中的an,bn为Mie系数,可通过贝塞尔函数第二类汉克尔函数导出,πn、τn是两个仅与散射角相关的函数,消光系数Qext与Mie系数的关系为: (2。2。12) Mie系数an,bn和与散射角有关的函数πn,τn的具体计算见第三章。来,自.优;尔:论[文|网www.youerw.com +QQ752018766- 2。3 纤维、气凝胶复合材料的辐射热导率 在纤维媒质中,纤维有很多不同的分布格局。分布格局会影响纤维媒质的内部导热和其参与的热辐射。空间随机分布和平面随机分布是纤维材料的两种常见的分布方式。它们各自的有效热导率可根据Hamilton模型(2。3。1)和Series模型(2。3。2)计算。 n : 尺寸因子,对于无限长圆柱,取值为6 α=kf/kae : 纤维与气凝胶热导率之比 φf : 纤维的体积分数 纤维按特定方向分布,此时其消光系数可按下式计算: (2。3。3) 单根纤维的消光系数同样可用Mie理论计算。无限长圆柱上光的散射分布见图2。3。1,无限长圆柱的Mie系数an1,an2,bn1,bn2的计算见第三章。 (责任编辑:qin) |