摘要本文研究了遮光剂、纤维、气凝胶复合材料的辐射热导率的计算方法。对一些气凝胶复合材料辐射热导率的计算方法进行了整理，基于Rossland近似理论与Mie散射理论，参考相关文献，得到计算所需的遮光剂和纤维的光学常数以及纯气凝胶的消光系数，设计了完整的辐射热导率的计算过程，并在MATLAB中编写了计算程序。设定遮光剂和纤维的质量分数、尺寸以及分布方式，计算出不同温度下复合材料的消光系数和辐射热导率。通过计算，得出不同温度下添加物不同参数对辐射热导率的影响规律。得到了使辐射热导率最低的遮光剂和纤维的参数。84137

毕业论文关键词  气凝胶  隔热材料  辐射热导率

毕业设计说明书外文摘要

Title  Radiative heat transfer study on nanoporous materials 

Abstract This paper aims at studying the computing method for thermal conductivities of silica aerogel composite insulating materials。 Several computing method has been summarized。 Based on Rossland approximation theory and Mie scattering theory, a complete computing procedure has been put forward using spectral complex refractive index of opacifier and fiber。 Spectral extinction coefficient of silica aerogel is also needed。 The computing procedure was programmed in MATLAB。 The radiative thermal conductivity can be calculated after setting mass fraction, size and distribution mode of opacifier and fiber。 The impact caused by different additive parameter was clear after the calculation。 The best additive parameter to lower the radiative thermal conductivity was also found。

Keywords  silica aerogel  insulating materials  radiative thermal conductivity

目   次

1  绪论 1

1。1  研究目的及意义 1

1。2  国内外研究现状 3

1。3 本文研究内容 3

2  气凝胶复合材料辐射传热模型 4

2。1  光学厚近似与Rossland近似模型 4

2。2  遮光剂、气凝胶复合材料的辐射热导率 5

2。3  纤维、气凝胶复合材料的辐射热导率 7

3  辐射热导率的计算过程 9

4  计算结果分析 14

4。1  遮光剂、气凝胶复合材料辐射热导率计算结果 14

4。2  纤维、气凝胶复合材料辐射热导率计算结果 19

结  论 24

致  谢 25

参 考 文 献 26

1  绪论

1。1  研究目的及意义

SiO2气凝胶是一种热导率极低的多孔材料，是由胶体粒子或高聚物分子相互聚集得到的一种多孔固体材料，其孔隙结构为纳米量级。一般是以水玻璃、硅溶液或者硅醇盐为硅源，通过溶胶—凝胶工艺得到湿凝胶，然后经过干燥制得[1]。它具有交叉分形结构，图1。1。1表示其微观结构和多相耦合的传热方式。交叉分形模型的孔隙率可由(1。1。1)计算，其中n为门格尔海绵的阶数，γ为内部小孔与简化的立方体边长之比，通常SiO2气凝胶的孔隙率能达到90%以上，这种多孔网络结构使SiO2气凝胶具有高绝缘强度、低热导率、低声阻抗、强吸附性等，见表1。1。1[2]。因此，在航空航天，化工，冶金，能源等领域有广泛的应用前景。