常壓條件下復合多層絕熱材料隔熱性能研究
發(fā)布時間:2021-01-15 20:02
為研究常壓環(huán)境濕度對硬質聚氨酯泡沫與多層絕熱材料組合的復合多層絕熱材料隔熱性能的影響,常壓下采用量熱器法測量了該絕熱材料在高、低濕度環(huán)境下的表觀熱導率,并通過建立多層絕熱材料的常壓逐層傳熱理論模型,分析了常壓環(huán)境中復合絕熱材料的隔熱機理,及濕度對其隔熱性能的影響。結果表明:常壓條件下,環(huán)境濕度增加一倍,復合多層絕熱材料的表觀熱導率增加約13.07%,且濕度對多層絕熱材料隔熱性能的削弱是其隔熱性能降低的主要原因;基于干空氣與凝結水/冰并聯(lián)熱阻的常壓逐層傳熱模型與實驗結果吻合良好,通過改進現(xiàn)有常壓多層絕熱材料的傳熱模型,分析了濕度對多層絕熱材料隔熱性能的作用機理。
【文章來源】:低溫與超導. 2020,48(06)北大核心
【文章頁數(shù)】:6 頁
【部分圖文】:
實驗裝置原理圖
常壓下多層絕熱材料作為復合多層絕熱材料的外層結構,與內層的硬質聚氨酯泡沫相比,更易受環(huán)境水分的侵襲,而環(huán)境濕度對多層絕熱材料的作用過程非常復雜,為分析該過程的主要物理因素,在實驗基礎上對常壓多層絕熱材料建立逐層傳熱穩(wěn)態(tài)模型,如圖2所示,并作出以下假設:(1)忽略層間輻射傳熱、氣體對流[8],同時忽略反射屏熱阻,假設反射屏為等溫體[2];(2)多層絕熱材料的軸向尺寸遠大于徑向,將復合多層絕熱材料的傳熱簡化為沿徑向方向的多層平壁一維傳熱過程;(3)多層絕熱材料層間均為大氣壓強。以多層絕熱材料的反射屏作為節(jié)點,n為多層絕熱材料的層數(shù),對任一節(jié)點i,結合上述假設,建立如下穩(wěn)態(tài)熱平衡方程:
因相鄰反射屏之間的距離極小,便假設凝結水/冰與相鄰反射屏均接觸,如圖3所示:此時層間干空氣與凝結水/冰的熱阻關系可看作并聯(lián),keff,wg可采用并聯(lián)模型計算得到,如下式:
【參考文獻】:
期刊論文
[1]低溫貯箱組合絕熱材料隔熱性能測試試驗研究[J]. 閆指江,吳勝寶,趙一博,董曉琳,莊方方,張烽. 載人航天. 2017(01)
[2]基于一維穩(wěn)態(tài)導熱模型的多層組件常壓隔熱性能試驗研究[J]. 蘇新明,劉暢,文晶,王晶,朱熙,李燁,劉守文. 航天器環(huán)境工程. 2016(06)
[3]低溫推進劑長時間在軌的蒸發(fā)量控制關鍵技術分析[J]. 胡偉峰,申麟,彭小波,于海鵬. 低溫工程. 2011(03)
[4]氣體傳熱對多層絕熱性能影響的試驗研究[J]. 孫培杰,吳靜怡,張鵬,江明旒,徐烈. 低溫與超導. 2008(11)
博士論文
[1]高真空多層絕熱低溫容器完全真空喪失實驗及傳熱機理研究[D]. 謝高峰.上海交通大學 2011
[2]耐高低溫柔性多層隔熱材料結構與隔熱性表征[D]. 陳金靜.東華大學 2010
碩士論文
[1]復合多層材料絕熱性能研究[D]. 李凡杰.浙江大學 2017
本文編號:2979428
【文章來源】:低溫與超導. 2020,48(06)北大核心
【文章頁數(shù)】:6 頁
【部分圖文】:
實驗裝置原理圖
常壓下多層絕熱材料作為復合多層絕熱材料的外層結構,與內層的硬質聚氨酯泡沫相比,更易受環(huán)境水分的侵襲,而環(huán)境濕度對多層絕熱材料的作用過程非常復雜,為分析該過程的主要物理因素,在實驗基礎上對常壓多層絕熱材料建立逐層傳熱穩(wěn)態(tài)模型,如圖2所示,并作出以下假設:(1)忽略層間輻射傳熱、氣體對流[8],同時忽略反射屏熱阻,假設反射屏為等溫體[2];(2)多層絕熱材料的軸向尺寸遠大于徑向,將復合多層絕熱材料的傳熱簡化為沿徑向方向的多層平壁一維傳熱過程;(3)多層絕熱材料層間均為大氣壓強。以多層絕熱材料的反射屏作為節(jié)點,n為多層絕熱材料的層數(shù),對任一節(jié)點i,結合上述假設,建立如下穩(wěn)態(tài)熱平衡方程:
因相鄰反射屏之間的距離極小,便假設凝結水/冰與相鄰反射屏均接觸,如圖3所示:此時層間干空氣與凝結水/冰的熱阻關系可看作并聯(lián),keff,wg可采用并聯(lián)模型計算得到,如下式:
【參考文獻】:
期刊論文
[1]低溫貯箱組合絕熱材料隔熱性能測試試驗研究[J]. 閆指江,吳勝寶,趙一博,董曉琳,莊方方,張烽. 載人航天. 2017(01)
[2]基于一維穩(wěn)態(tài)導熱模型的多層組件常壓隔熱性能試驗研究[J]. 蘇新明,劉暢,文晶,王晶,朱熙,李燁,劉守文. 航天器環(huán)境工程. 2016(06)
[3]低溫推進劑長時間在軌的蒸發(fā)量控制關鍵技術分析[J]. 胡偉峰,申麟,彭小波,于海鵬. 低溫工程. 2011(03)
[4]氣體傳熱對多層絕熱性能影響的試驗研究[J]. 孫培杰,吳靜怡,張鵬,江明旒,徐烈. 低溫與超導. 2008(11)
博士論文
[1]高真空多層絕熱低溫容器完全真空喪失實驗及傳熱機理研究[D]. 謝高峰.上海交通大學 2011
[2]耐高低溫柔性多層隔熱材料結構與隔熱性表征[D]. 陳金靜.東華大學 2010
碩士論文
[1]復合多層材料絕熱性能研究[D]. 李凡杰.浙江大學 2017
本文編號:2979428
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