交互式计算器
输入参数
输入您的 MLI 系统条件。计算器将计算总热通量，并将其分解为固体传导、辐射和气体传导三个分量。
边界条件
常用工况：
MLI 配置
材料与气氛
计算结果
—
总热通量 q (mW/m²)
固体传导 —
辐射 —
平均温度 Tm —
表观发射率 ε —
方程参考
洛克希德关联式
标准方程（高真空）
q = (Cs · N^2.56 · Tm · ΔT) / Ns + (Cr · ε · (Th^4.67 − Tc^4.67)) / Ns
适用于真空度 < 10⁻³ Pa 的工况。将热通量分解为固体传导和辐射两个分量。
扩展方程（含气体传导）
q_gas = Cg · P · (Th^0.52 − Tc^0.52) / Ns
适用于非理想真空工况。添加与间隙气体压力成正比的气体传导项。
关联参数表
| 气体种类 | k (300K) mW/(m·K) | Cg | Exp | 数据来源 |
|---|---|---|---|---|
| N₂ | 25.9 | 14,600 | 0.52 | Lockheed 实测值 |
| He | 155.7 | 48,900 | 0.26 | Lockheed 实测值 |
| H₂ | 186.6 | 48,900 | 0.26 | Lockheed（与 He 相同） |
| 空气 | 26.4 | 14,600 | 0.52 | ≈ N₂（78% N₂ + 21% O₂） |
| CH₄ | 34.4 | ~20,000 | 0.52 | 根据 k 比值估算 |
| CO₂ | 16.6 | ~9,300 | 0.52 | 根据 k 比值估算 |
| Ar | 17.7 | ~10,000 | 0.52 | 根据 k 比值估算 |
| H₂O（气态） | 35.8 * | ~10,100 | 0.52 | 估算值；* 存在凝华风险 |
| 混合气体（空气） | ~26 | ~14,600 | 0.52 | 典型密封失效工况组成 |
说明：标注"~"的 Cg 值是根据 NIST REFPROP（Marcia L. Huber）300K 热导率比值，从 Lockheed 实测 N₂ 数据外推估算。仅 N₂、He 和 H₂ 具有 Lockheed 直接实测数据。关键应用中，估算值应以实验数据验证。
⚠️ H₂O 警告：水蒸气在低温表面（<200K）会凝华成冰，冰层热导率为 150–400 mW/(m·K)，比气态高出数个数量级。此相变效应无法用线性 Cg×P 模型捕捉。（The Aerospace Corp., SPIE 2025）
混合气体影响
实际 MLI 系统中，夹层气体极少为单一成分。密封失效或抽真空过程中的典型残余气体组成：
| 场景 | 主要气体 | 等效 k | 关键风险 |
|---|---|---|---|
| 正常高真空 | H₂O、CO₂、H₂（微量） | 可忽略 | 材料放气 |
| 密封失效（空气渗入） | N₂ (78%)、O₂ (21%)、Ar (1%) | ~26 mW/(m·K) | k_eff 急剧上升 |
| 氦检漏后 | He + 空气 | He 主导 | He 热导率为空气的 6 倍 |
| LH₂ 系统 | H₂ 渗透 + He | 非常高 | H₂ 可渗透金属壁 |
| LNG 系统 | CH₄ + N₂ | 中高 | CH₄ 来自货物蒸发 |
| 潮湿空气侵入 | 空气 + H₂O 蒸气 | ~26 + 凝华效应 | 冷表面冰层沉积 |
数据来源：气体热导率来自 NIST REFPROP（Marcia L. Huber）；Lockheed 实测 Cg 来自 NASA/TM-2015-000199；Sun 等人 MLI 多气体实验（Processes 2023, MDPI）；NETZSCH GHP 456 测量数据（2026）；The Aerospace Corp. 水蒸气研究（SPIE 2025, DOI: 10.1117/12.3065462）；LNG 槽车 MLI 数据（MATEC ICCHMT 2018）。