Оптимизационно-аналитическое моделирование технологических режимов производства микрокремнезема для изоляционных панелей типа VIP

Main Article Content

Владимир Селяев
Олег Лияскин
Вячеслав Неверов
Павел Селяев
Евгения Кечуткина

Аннотация

Рассмотрены два способа синтеза мелкозернистого микрокремнезёма из диатомитовых пород, пригодного для создания вакуумных теплоизоляционных панелей с теплопроводностью 0,002–0,02 Вт/м2к. Методом анализа детерминированных моделей переноса тепла в зернистых системах определены основные индикаторы, определя-ющие зависимость теплопроводности от физических и топологических свойств частиц диоксида кремния. Для оценки и регулирования теплопроводности зернистых систем, к основным индикаторам можно отнести: m2 – по-ристость микроструктуры; ρк – плотность кластеров, фор-мирующих микроструктуру; εпр – характеристику степени (диссипации энергии излучения) черноты частиц напол-нителя; di – диаметр пор на i-ом масштабном уровне; λТ , λГ – теплопроводность твёрдой и газовой фазы системы; a – коэффициент аккомодации; N – координационное число; D – фрактальную размерность, характеризующую топологические особенности строения частиц, агрегатов, кластеров.


Проведён экспериментальный анализ свойств синтези­рованного микрокремнезёма. В результате проведённых исследований установлено, что оптимальные свойства дисперсного микрокремнезёма, синтезированного из опал-кристобалитовых биоморфных пород (диатомита Атемарского месторождения) путём осаждения оксида кремния из коллоидного раствора, получены при реали­зации второго способа производства. В процессе синтеза получен дисперсный микрокремнезём, представленный минералом опал, построенным из полимеризованных ни­тей аморфного кремнезёма, которые свёрнуты в глобулы, шаровые кластеры диаметром в диапазоне 2-40 нм. Топо­логия поверхности глобул характеризуется фрактальной размерностью D = 2,32; 2,64, что обеспечивает снижение значений коэффициента аккомодации и соответственно теплопроводности. Ассоциации шаровидных кластеров из частиц наноразмерного уровня формируют масштабно-ин­вариантную поровую структуру, обеспечивающую низкую теплопроводность[1].


[1] Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ N 18-48- 130001/18 «Оптимизационное моделирование свойств теплоизоляционных функционально-градиентных изделий на основе минеральных порошков оксида кремния, синтезированного из природного диатомита».

Ключевые слова: оксид кремния, диатомит, микрокрем¬незём, теплопроводность, модель, порог перколяции, по¬ристость, плотность, координационное число, оптимизация

Article Details

Как цитировать
Селяев, В., Лияскин, О., Неверов, В., Селяев, П., & Кечуткина, Е. (2019). Оптимизационно-аналитическое моделирование технологических режимов производства микрокремнезема для изоляционных панелей типа VIP. ACADEMIA. АРХИТЕКТУРА И СТРОИТЕЛЬСТВО, (2), 117-123. https://doi.org/10.22337/2077-9038-2019-2-117-123