半透明介质的光谱特性研究及其在辐射致冷方面的应用
发布时间：2021-07-24 16:07
随着现今时代的发展进步,无论从科技进步需要而言,还是从人们对于美好生活的追求而言,能源的消耗日益增多。在能源消耗的体系中,化石能源的消耗占了较大的一部分。作为地球上的有限的资源,随着化石能源的消耗,能源短缺是较大的问题。在能源耗费过程中,建筑物的温度控制所消耗的能量占了举足轻重的一部分,无论是现今比较流行的5G,还是人们日常所需的空调制冷,都消耗了大量的能源用于主动的温度控制。而本文所研究的辐射致冷薄膜,现阶段可以作为一种辅助的用于温度控制的手段,达到降低能源消耗的目的。为研究辐射致冷薄膜,本文展开了对于粒子系的仿真模拟计算、辐射致冷薄膜的优化设计以及实际的辐射致冷薄膜的性能测试。首先展开了粒子系的光谱辐射特性的仿真模拟计算。这一部分进行了计算程序的设计与实验验证。结果表明,所设计的计算程序可以进行含两种粒子的粒子系的光谱辐射特性的计算,且计算结果是可靠的。除此之外,还使用计算结果说明了含两种粒子的粒子系的光谱辐射特性随着两种粒子的体积份额的变化而发生变化的情况。然后进行了辐射致冷薄膜的优化设计计算。首先展开了影响粒子系光谱辐射特性计算结果的参数的研究,这一部分包括粒子的折射率、基质的...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
聚甲基戊烯聚合物致冷薄膜[7]
徒峁固氐悖?拦懒四壳?最先进的散热冷却器的热散热器和太阳能反射器的关键特性，并指出了其峰值致冷能力。从理论上估计了进一步提高优化器件特性的辐射致冷效率的范围值。Liang[21]等研究了SiN薄膜的微纳结构和光学特性，指出了通过微纳结构可以有效改善SiN薄膜的光谱特性以便用于辐射致冷。还有许多研究人员[22-30]研究了通过不同的方式来改善辐射致冷薄膜或者结构的光谱辐射特性以便利于进行辐射致冷，极大提高辐射致冷的能力。在一些研究人员[31-33]中，指出了研究材料的光谱辐射物性是有利于研究辐射致冷的。图1-3超级木头的光谱特性[16]1.2.2国内研究现状早在千禧年李戬洪[34]等开展了辐射致冷性能上的研究，使用了许许多多的化合物进行了相关的辐射致冷性能研究，最终筛选出可实现降温9.6℃的化合物。进一步，相同课题组的梁宗存[35]等人使用射频等离子化学气相沉积的方法制备了氮化硅薄膜，并研究测试了其在不同波段的光谱特性，指出了该种材料的薄膜在大气窗口波段具有很低的反射率而在其他波段则具有较高的反射率，比较适合用于辐射致冷。这一课题组的研究仅仅局限于夜间的辐射致冷方面的研究，并为在夜间的辐射致冷方面的研究提供了一些指导性的意见和建议，对于日间的辐射致冷研究仍然较少。杨利香等[36]研究了几种不同材料的辐射致冷性能，指出了各种材料的优缺点。葛新石等[37]概述了辐射致冷的机理，说明了辐射致冷系统中地面低温物体与天空之间辐射换热的计算方法，为比较地面低温物体的光谱选择性特性对致冷效
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-7-响，说明了存在最佳的比例使得薄膜具有最好的性能指标。图1-5多孔阳极氧化铝膜和其光谱特性[45]赵斌等[47]综述了被动辐射冷却技术的研究现状。首先，介绍了辐射致冷的基本原理，包括不同的数学和物理描述。然后，介绍了各种散热器的先进材料和结构，这是辐射致冷的热门课题。此外，还综述了辐射致冷技术的应用进展，并对其应用前景进行了初步分析，对辐射致冷技术进行了详细的介绍和分析，为促进辐射致冷利用的发展提供了重要参考。1.2.3国内外研究现状综合分析综上所述，在辐射致冷薄膜的应用和对辐射致冷过程中涉及的光谱传输问题，主要存在以下局限：(1)辐射致冷概念早在上世纪六七十年代提出，但对该技术的推广应用还未广泛开展，现在仍然处于研究的前期阶段；(2)在研究辐射致冷光谱辐射传输过程中，普遍将实际的非均一粒子系用均一粒子系代替，以求简化运算，然而这种简化带来的误差不可忽略；(3)现有的辐射致冷主要通过调节可见光的反射以及中红外波段的高发射，忽略了实际一些应用场合中对于采光的需求；(4)现有的研究很少去考虑到不同的大气情况对于辐射致冷性能的影响。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于蒙特卡洛方法的辐射光谱的计算[J]. 赵国艳,常海萍,金峰,金展秀. 工程热物理学报. 2009(03)
[2]几种材料的辐射制冷实验效果研究[J]. 杨利香,马一平,赵彪. 功能材料. 2008(07)
[3]辐射致冷用氮化硅薄膜的微观结构和光学性质[J]. 梁宗存,沈辉,李戬洪. 太阳能学报. 2001(03)
[4]辐射致冷的实验研究[J]. 李戬洪,江晴. 太阳能学报. 2000(03)
[5]辐射致冷及辐射体的光谱选择性对致冷效果的影响[J]. 葛新石,孙孝兰. 太阳能学报. 1982(02)
本文编号：3300980
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
聚甲基戊烯聚合物致冷薄膜[7]
徒峁固氐悖?拦懒四壳?最先进的散热冷却器的热散热器和太阳能反射器的关键特性，并指出了其峰值致冷能力。从理论上估计了进一步提高优化器件特性的辐射致冷效率的范围值。Liang[21]等研究了SiN薄膜的微纳结构和光学特性，指出了通过微纳结构可以有效改善SiN薄膜的光谱特性以便用于辐射致冷。还有许多研究人员[22-30]研究了通过不同的方式来改善辐射致冷薄膜或者结构的光谱辐射特性以便利于进行辐射致冷，极大提高辐射致冷的能力。在一些研究人员[31-33]中，指出了研究材料的光谱辐射物性是有利于研究辐射致冷的。图1-3超级木头的光谱特性[16]1.2.2国内研究现状早在千禧年李戬洪[34]等开展了辐射致冷性能上的研究，使用了许许多多的化合物进行了相关的辐射致冷性能研究，最终筛选出可实现降温9.6℃的化合物。进一步，相同课题组的梁宗存[35]等人使用射频等离子化学气相沉积的方法制备了氮化硅薄膜，并研究测试了其在不同波段的光谱特性，指出了该种材料的薄膜在大气窗口波段具有很低的反射率而在其他波段则具有较高的反射率，比较适合用于辐射致冷。这一课题组的研究仅仅局限于夜间的辐射致冷方面的研究，并为在夜间的辐射致冷方面的研究提供了一些指导性的意见和建议，对于日间的辐射致冷研究仍然较少。杨利香等[36]研究了几种不同材料的辐射致冷性能，指出了各种材料的优缺点。葛新石等[37]概述了辐射致冷的机理，说明了辐射致冷系统中地面低温物体与天空之间辐射换热的计算方法，为比较地面低温物体的光谱选择性特性对致冷效
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-7-响，说明了存在最佳的比例使得薄膜具有最好的性能指标。图1-5多孔阳极氧化铝膜和其光谱特性[45]赵斌等[47]综述了被动辐射冷却技术的研究现状。首先，介绍了辐射致冷的基本原理，包括不同的数学和物理描述。然后，介绍了各种散热器的先进材料和结构，这是辐射致冷的热门课题。此外，还综述了辐射致冷技术的应用进展，并对其应用前景进行了初步分析，对辐射致冷技术进行了详细的介绍和分析，为促进辐射致冷利用的发展提供了重要参考。1.2.3国内外研究现状综合分析综上所述，在辐射致冷薄膜的应用和对辐射致冷过程中涉及的光谱传输问题，主要存在以下局限：(1)辐射致冷概念早在上世纪六七十年代提出，但对该技术的推广应用还未广泛开展，现在仍然处于研究的前期阶段；(2)在研究辐射致冷光谱辐射传输过程中，普遍将实际的非均一粒子系用均一粒子系代替，以求简化运算，然而这种简化带来的误差不可忽略；(3)现有的辐射致冷主要通过调节可见光的反射以及中红外波段的高发射，忽略了实际一些应用场合中对于采光的需求；(4)现有的研究很少去考虑到不同的大气情况对于辐射致冷性能的影响。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于蒙特卡洛方法的辐射光谱的计算[J]. 赵国艳,常海萍,金峰,金展秀. 工程热物理学报. 2009(03)
[2]几种材料的辐射制冷实验效果研究[J]. 杨利香,马一平,赵彪. 功能材料. 2008(07)
[3]辐射致冷用氮化硅薄膜的微观结构和光学性质[J]. 梁宗存,沈辉,李戬洪. 太阳能学报. 2001(03)
[4]辐射致冷的实验研究[J]. 李戬洪,江晴. 太阳能学报. 2000(03)
[5]辐射致冷及辐射体的光谱选择性对致冷效果的影响[J]. 葛新石,孙孝兰. 太阳能学报. 1982(02)
本文编号：3300980
本文链接：https://www.wllwen.com/jianzhugongchenglunwen/3300980.html
