シリカエアロゲルのミクロ伝熱機構のモデル化とその実験的検証

二氧化硅气凝胶微传热机理建模及实验验证

• 批准号: 06650261
• 负责人: 上宇都 幸一
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Oita University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06650261/
• 关键词: シリカエアロゲル; ミクロ伝熱機構; 減衰係数; アルベド; 位相関数; 有効熱伝導率; 球状粒子分散モデル

本研究では,太陽エネルギ用光学材料として期待のもたれているシリカエアロゲルについて,その輸送過程のモデル化を行うとともに,その妥当性を散乱実験と伝熱実験によって検証することを目的としている。この目的のために,エアロゲル(密度228kg/m^3)試料について,まず,可視域で散乱光強度分布,垂直透過率の測定を行い,得られたデータを反復的逆散乱問題ソルバーで解析することによって,減衰係数,アルベド,位相関数を決定した。その結果エアロゲルのアルベドは1,位相関数は、Rayleighの位相関数に近いが,前方散乱がやや顕著であるなどの事実が明らかになった。さらに,この結果は,相関散乱理論によれば,直径10nmの,透明球状粒子充てん層モデルと整合することが示された。次にエアロゲルの熱伝導機構を推定するために平行平板型熱伝導測定装置により,エアロゲルの有効熱伝導率を測定した。その結果,大気圧下,平均温度20℃で,0.012W/mKという値を得たが,この結果は,球状粒子分散モデルでは,説明することが困難であり,大気圧下では,空気中の水蒸気の吸着などの影響が,あることが示唆された。今後,この点を考慮した球状粒子分散モデルを開発する予定である。

This study aims to investigate the properties of optical materials for solar growth, such as dispersion, thermal degradation and so on. For this purpose, the sample density (228kg/m^3) was measured, and the scattered light intensity distribution in the visible field was determined. The vertical transmittance was measured, and the inverse scattering problem of repeated scattering was solved. The result is that the correlation number is 1, the Rayleigh correlation number is close to the middle, and the front is scattered. The results are contrary to the correlation scattering theory, and show that the transparent spherical particles with a diameter of 10nm are fully integrated. The thermal conductivity of the second layer is estimated by a parallel plate thermal conductivity measuring device. The results show that under high pressure, the average temperature is 20℃, 0.012W/mK, and the results show that spherical particles are dispersed, which indicates that it is difficult to absorb water vapor in air under high pressure. In the future, the point of view of spherical particle dispersion will be determined.