高溫絕熱層設(shè)計(jì)與耦合換熱研究.pdf

1、絕熱層是高溫設(shè)備的關(guān)鍵部件，有效的絕熱系統(tǒng)不僅可以降低高溫設(shè)備的溫度分布不均，而且可以減少熱量損失，提高能量利用率。由絕熱材料和反射屏組成的多層隔熱結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)高溫絕熱的有效方式。本文選擇硬硅鈣石型硅酸鈣、氣凝膠以及氣凝膠-硬硅鈣石復(fù)合材料作為絕熱材料，開展高溫絕熱層的設(shè)計(jì)以及高溫絕熱系統(tǒng)內(nèi)部輻射-導(dǎo)熱耦合換熱特性的研究，為高溫絕熱層的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供理論支持。
　　論文采用數(shù)值模擬方法，研究高溫絕熱系統(tǒng)的耦合換熱特性。能量守恒定律以

2、及雙通量方程近似法被用來建立高溫多層絕熱系統(tǒng)的導(dǎo)熱-輻射耦合換熱模型。通過方程的離散化數(shù)值分析求解，研究絕熱材料熱物性參數(shù)以及反射屏數(shù)量、發(fā)射率對高溫絕熱層低溫側(cè)溫度以及絕熱層厚度的影響特性。研究結(jié)果表明，絕熱材料消光系數(shù)越小，材料氣固耦合導(dǎo)熱系數(shù)越小，反射屏發(fā)射率越小，則反射屏對絕熱層隔熱效果的影響越顯著。氣凝膠-硬硅鈣石復(fù)合材料既具有氣凝膠導(dǎo)熱系數(shù)小的優(yōu)點(diǎn)，又具有類似于硬硅鈣石型硅酸鈣的穩(wěn)定熱物性質(zhì)。因此，選擇氣凝膠-硬硅鈣石復(fù)合材