绝热层是高温设备的关键部件,有效的绝热系统不仅可以降低高温设备的温度分布不均,而且可以减少热量损失,提高能量利用率。由绝热材料和反射屏组成的多层隔热结构是实现高温绝热的有效方式。本文选择硬硅钙石型硅酸钙、气凝胶以及气凝胶-硬硅钙石复合材料作为绝热材料,开展高温绝热层的设计以及高温绝热系统内部辐射-导热耦合换热特性的研究,为高温绝热层的设计和优化提供理论支持。论文采用数值模拟方法,研究高温绝热系统的耦合换热特性。能量守恒定律以及双通量方程近似法被用来建立高温多层绝热系统的导热-辐射耦合换热模型。通过方程的离散化数值分析求解,研究绝热材料热物性参数以及反射屏数量、发射率对高温绝热层低温侧温度以及绝热层厚度的影响特性。研究结果表明,绝热材料消光系数越小,材料气固耦合导热系数越小,反射屏发射率越小,则反射屏对绝热层隔热效果的影响越显著。气凝胶-硬硅钙石复合材料既具有气凝胶导热系数小的优点,又具有类似于硬硅钙石型硅酸钙的稳定热物性质。因此,选择气凝胶-硬硅钙石复合材料,不仅可以提高绝热效果,而且可以减少反射屏的数目,降低设备成本。