[发明专利]一种等效热导率快速预测方法

摘要

一种复杂使用环境下气凝胶类纳米多孔复合隔热材料等效热导率快速预测方法，建立了可扩充的计算对象基本参数数据库；将气凝胶类纳米多孔复合隔热材料按照材料内部结构特征尺度的不同，分为纳米尺度结构及微米尺度结构的多尺度典型结构；先计算得到纳米尺度结构干燥状态下的等效热导率，同时针对复杂使用环境中环境湿度导致的材料吸潮特点，建立了考虑含湿的分形交叉球杆‑非均匀水膜等效结构模型；对微米尺度结构，以纳米尺度典型结构的等效热导率计算结果为基础，实现了气凝胶类纳米多孔复合隔热材料多尺度传热及等效热导率的理论预测；本发明可有效实现气凝胶类纳米多孔复合隔热材料等效热导率的准确预测。

主权项

1.一种复杂使用环境下气凝胶类纳米多孔复合隔热材料等效热导率快速预测方法，其特征在于，包括如下步骤：1)对气凝胶类纳米多孔复合隔热材料，建立可扩充的计算对象基本参数数据库，数据库包括气凝胶基体材料，不同环境气氛下的气相组分，不同遮光剂颗粒材料以及不同增强纤维材料；2)将气凝胶类纳米多孔复合隔热材料按照材料内部结构特征尺度的不同，分为纳米尺度结构及微米尺度结构的多尺度典型结构；3)对纳米尺度结构，分别采用尺寸修正的气相、固相、辐射传热模型，并在考虑界面效应及耦合效应基础上，计算得到纳米尺度典型结构的干燥状态的等效热导率；同时，针对复杂使用环境中环境湿度导致的材料吸潮特点，从表面物理理论出发分析孔隙内水膜凝结的尺度特征、形貌特点，在干燥模型基础上建立考虑含湿的分形交叉球杆‑非均匀水膜等效结构模型，用于计算含湿状态下气凝胶类材料的等效热导率；4)对微米尺度结构，以纳米尺度结构的等效热导率计算结果为基础，以等效介质理论及Mie辐射散射理论为基本方法，综合考虑复合材料中的功能添加物对于材料辐射导热耦合传热的影响，实现气凝胶类纳米多孔复合隔热材料多尺度传热及等效热导率的理论预测。