بهبود خواص حرارتي ابرعايق چندلايه بر پايه ايروژل نووالاك

Thermal properties improvement of multilayersuper insulators based on novolac aerogel

در بين مواد بشرساخت، ايروژل داراي كمترين ضريب هدايت حرارتي است. كمترين ميزان هدايت حرارتي كه ايروژل مي تواند داشته باشد، معادل هدايت حرارتي گاز هوا، W/mK 0/021چندلايه با صفحات بازتابشي آلومينيوم استفاده شده است. عملكرد اين عايق ها به شدت به چگالي، تخلخل و ابعادحفرات جداكنند هاي ايروژل و همچنين تعداد لايه در واحد ضخامت كل عايق چندلايه وابسته است. در اين تحقيق به منظور كاهش هدايت حرارتي موثر عايق هاي چندلايه، دو متغير چگالي جداكننده ايروژل جداكننده و نسبت تعداد لايه در ضخامت عايق(چگالي لايه)، براي شرايط مرزي دمايي C25 تا C200 مورد بررسي قرار گرفته است. در ابتدا، با بررسي تاثير تغييرات چگالي ايروژل نووالاك بر هدايت حرارتي، ايروژل نووالاك با چگالي g/cm3 0/076 به عنوان بهترين جداكننده در عايق چندلايه انتخاب شد، و در بخش بعدي، نسبت 25 لايه در هر سانتي متر از ضخامت عايق به عنوان بهترين چگالي لايه انتخاب شد. در نهايت با ساخت عايق چندلايه بر اساس اين نتايج، عايق با ضريب هدايت حرارتي موثر حدود W/mK4-10×5 بدون اعمال خلا در لايه جداكننده حاصل شد.

In human-made materials, aerogels have the least thermal conduction coefficient. The least thermal conduction, which aerogels can have, is equivalent to air conduction, about 0.021W/mK. In some applications, lowest conductions is to be needed. In this study, novolac aerogles are used as spacer, for designing and making multilayer super insulators with aluminum foil reflective layers. The performance of these insulators, are extremely depends on density, porosity and the size of pores in aerogel and number of layers in the overall thickness of insulator. In this study, for decreasing effective thermal conduction of multilayer insulations, tow parameters of density of aerogel and ratio of number of layers to thickness of insulator (layer density), are examined in 25 ˚C to 200 ˚C boundary conditions. First, by assessment of aerogel novolac density effect on thermal conduction, aerogel with density of 0.076 g/cm3 was chosen as the best spacer. In the next part, ratio of 25 layer per centimeter of thickness was chosen as the best layer density. Finally, by making multilayer super insulators, based on this results, an insulator with 5×10-4W/mK effective thermal conductivity was obtaind without evacuation of spacer.