Effective thermal conductivity prediction model for vacuum insulation cores

作者
Dron Kaushik,Anirudh Nunna,Harjit Singh
出处
期刊:Results in engineering [Elsevier BV]
卷期号:29: 109035-109035 被引量:2
标识
DOI:10.1016/j.rineng.2026.109035
摘要

• A DEM and FEA-based model to predict effective thermal conductivity of VIPs. • Radiative and solid+gaseous conductivities predicted and accounted for. • Different perlite and SiC core composites simulated at 303.15 K to 803.15 K. • Optimal compositions identified for different application temperatures. • Model results validated against experimentally measured data. Accurate prediction of thermal conductivity of porous granular materials enables the identification and rapid optimisation of new composite core materials for Vacuum Insulation Panels (VIPs). To date, no computer model has reported the use of multi-sized particles with a combined Finite Element Analysis (FEA) and Discrete Element Method (DEM) approach to predict thermal conductivity of VIP core. To fill this knowledge gap, we propose a FEA and DEM based thermal conductivity prediction model for powdery composites, particularly suited for VIPs. The geometry of the model was formed using random packing of multisized spherical particles using DEM and a MATLAB PDE-based thermal model solver was used to obtain a solution for the generated geometry. The model can predict effective thermal conductivity whilst accounting for the VIP-specific fundamental heat exchange phenomena. The results from the model are validated against those obtained from accompanying thermal conductivity measurements performed using the Transient Hot Wire method, with results falling within the error range for temperatures <491.15 K. Effective thermal conductivity of a perlite and Silicon Carbide (SiC) core at 0.1 mbar over a temperature range of 303 K to 803 K, with the proportion of perlite varying from 100 % to 50 % (by weight), as predicted by the model, is presented. The thermal conductivity of the 50 % perlite-50 % SiC composite had the lowest rate of increase of thermal conductivity of 46.3 %, with the value increasing from 12.1 mW m -1 K -1 at 303 K to 17.7 mW m -1 K -1 at 803 K.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
热爱可抵岁月漫长完成签到,获得积分10
1秒前
栗子完成签到,获得积分10
1秒前
董晴完成签到,获得积分10
1秒前
姜丝罐罐n完成签到 ,获得积分10
1秒前
酷酷衣完成签到,获得积分10
2秒前
ding的应助被小雷al采纳,获得10
2秒前
2秒前
悦耳觅夏完成签到 ,获得积分10
2秒前
kook发布了新的文献求助10
2秒前
欣喜的复天完成签到,获得积分10
2秒前
小二郎的应助被yahong采纳,获得30
3秒前
刻刻完成签到,获得积分10
3秒前
花花发布了新的文献求助10
3秒前
rumoz完成签到,获得积分10
4秒前
科研同路人完成签到,获得积分0
4秒前
可可完成签到,获得积分0
4秒前
palette完成签到,获得积分10
5秒前
orixero的应助被狂暴的蜗牛0713采纳,获得10
5秒前
Owen的应助被xucc采纳,获得10
5秒前
晚风完成签到,获得积分10
5秒前
hashtag完成签到,获得积分10
5秒前
Yh完成签到,获得积分10
6秒前
ZZZX发布了新的文献求助10
6秒前
西柚完成签到,获得积分10
7秒前
LIN_YX完成签到,获得积分10
7秒前
LIN_YX完成签到,获得积分10
7秒前
腼腆的沛蓝完成签到,获得积分10
7秒前
隐形曼青的应助被杨治鹏采纳,获得10
7秒前
zhuxl完成签到,获得积分10
8秒前
雁阵完成签到,获得积分10
8秒前
无心的夏烟完成签到,获得积分10
8秒前
粥游天下完成签到,获得积分10
8秒前
金也完成签到,获得积分10
8秒前
从容的雪碧完成签到,获得积分10
8秒前
Sherlyn完成签到 ,获得积分10
9秒前
风趣从霜完成签到,获得积分10
9秒前
侧耳倾听完成签到 ,获得积分10
10秒前
踏实的流沙完成签到 ,获得积分10
10秒前
天道完成签到 ,获得积分10
10秒前
kook完成签到 ,获得积分10
11秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
IRTSD: Open-Source Data and Toolset for Electromagnetic Transient Analysis of Disturbances and IBR Control Malfunctions in Transmission Systems 1000
Entre Praga y Madrid : los contactos checoslovaco-españoles (1948-1977) 600
A REVIEW OF THE V-22 DYNAMICS VALIDATION PROGRAM 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8130151
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9532406
关于积分的说明 21595265
捐赠科研通 7711889
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3418072
关于科研通互助平台的介绍 2543760
邀请新用户注册赠送积分活动 2459295