Конструирование вспененных пористых теплоизоляционных материалов методом диаграммы Вороного

Аннотация

Хайруллин А.Р., Синявин А.А., Хайбуллина А.И., Ильин В.К.

Дата поступления статьи: 20.03.2022

В данной работе численным методом исследована эффективная теплопроводность пористых материалов. Предложена методика конструирования изоляционного материала с заданными геометрическими характеристиками, позволяющая с достаточной точностью прогнозировать теплопроводность пористой изоляции. Конструирование вспененных пористых теплоизоляционных материалов основывалось на методе диаграммы Вороного. Эффективная теплопроводность пористых сред определялась для двадцати структур с различными геометрическими характеристиками. Теплофизические свойства материала соответствовали меланину. Для верификации численного решения эффективная теплопроводность меланиновой губки определялась экспериментально. Между собой сравнивалась одна регулярная структура и три нерегулярные структуры. Порозность изоляционных конструкций находилась в диапазоне от 0,722 до 0,987, диаметр фибер в диапазоне от 0,0489 мм до 0,1259 мм. Предложено теоретическое решение для определения эффективной теплопроводности регулярных структур. Предложенная в работе методика может быть использована для конструирования теплоизоляционных материалов на основе аддитивных технологий, с известно заданными теплоизоляционными и конструктивными свойствами.

Ключевые слова: эффективная теплопроводность, пористая структура, пористый изоляционный материал, диаграмма Вороного

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

05.23.05 - Строительные материалы и изделия

.