Теплопроводностьплита из керамического волокнапредставляет собой сумму трех эффектов теплопередачи: теплопередачи проводимостью внутри твердого волокна и части, контактирующей с волокном в керамической плите, теплопередачи конвекцией воздуха в порах и радиационной теплопередачи между стенками пор, состоящими из твердых волокон, и т. д. , поэтому ее еще называют эквивалентной теплопроводностью или кажущейся теплопроводностью. Ниже приводится краткий анализ вышеуказанных 8 факторов, влияющих на теплопроводность плит из керамического волокна.
1. Используйте температуру
Как правило, теплопроводность керамической плиты увеличивается с повышением температуры. Причина в том, что радиационный теплообмен между стенками пор, конвекционный теплообмен воздуха в порах, а также теплопроводность внутри твердого волокна и контактной части волокна пропорционально увеличиваются из-за повышения температуры и усиления теплового движения. молекул газа и твердых тел. Когда температура поднимается выше 800 градусов, керамическая древесноволокнистая плита в основном передает тепло излучением, и чем выше температура, тем больше доля передачи тепла излучением.
2. Пористость, структура и свойства пор.
Пористость – это отношение объема пор керамической плиты к общему объему керамической плиты, выраженное в процентах. Поры плиты из керамического волокна заполнены воздухом, а теплопроводность воздуха при комнатной температуре составляет всего 0,025 Вт/(мк), что намного ниже, чем теплопроводность твердого керамического волокна. Керамоволоконная плита представляет собой смешанную структуру, состоящую из твердых волокон и воздуха, с пористостью более 80%. Поры заполняются большим количеством воздуха с низкой теплопроводностью, разрушая непрерывную сетчатую структуру твердых молекул, тем самым обеспечивая превосходные изоляционные характеристики. Приведенный выше анализ показывает, что теплоизоляционная и энергосберегающая функция листа из керамического волокна заключается в основном в использовании изолирующего эффекта воздуха в порах.
Пористая структура и свойства в основном влияют на конвективную теплопередачу воздуха в керамических древесноволокнистых плитах. Чем больше диаметр пор, тем меньше соответствующая объемная плотность керамоволокнистой плиты и тем больше конвективный теплообмен воздуха в порах, а также тем больше влияние значения теплопроводности керамоволокнистой плиты с увеличением температура. Поры внутри керамической плиты имеют три формы: сплошные поры (открытые), полусплошные поры (открытые и закрытые) и изолированные поры (закрытые). Теплопроводность изолированно-пористой (закрытой) структуры наименьшая.
3. Объемная плотность
① Теплопроводность керамического волокна уменьшается с увеличением плотности, но уменьшение постепенно уменьшается, так что, когда плотность превышает определенный диапазон, теплопроводность больше не уменьшается, а имеет тенденцию к увеличению.
② При разных температурах существует минимальная теплопроводность и соответствующее минимальное значение плотности. Плотность, соответствующая минимальной теплопроводности, увеличивается с повышением температуры.
4. Содержание шлаковых шаров
Шлаковые шарики представляют собой сферические частицы, которые не могут волокнообразоваться в высокотемпературной расплавленной жидкости во время процесса волокнообразования. Содержание шлаковых шариков относится к процентному содержанию неволокнистого вещества в огнеупорном керамическом волокне и изделиях после прохождения через 75-микронное стандартное сито, а остаток на сите составляет общее количество образца. По мере увеличения содержания шлаковых шаров количество твердых волокон будет уменьшаться, а плотность самих волокон уменьшаться. Таким образом, теплопроводность волокнистых изделий увеличится, теплоизоляционные характеристики волокнистых изделий ухудшятся, а прочность и эластичность волокнистых изделий снизятся. Влияние содержания шлаковых шаров на теплопроводность волокнистых изделий возрастает с повышением температуры.
5. Диаметр волокна
Когда плотность плит из керамоволокна одинакова, чем меньше диаметр волокна, тем меньше размер пор и тем больше эффект демпфирования теплопередачи; во-вторых, чем тоньше волокно и чем больше общая длина волокна, тем больше затухание теплопроводности, поэтому теплопроводность снижается. С другой стороны, чем тоньше диаметр керамических волокон, тем больше усадка нагревательной линии изделия и тем ниже показатель термостойкости. Для достижения наилучших технических характеристик волокно должно иметь подходящую тонкость (диаметр), обычно от 2 до 4 микрон.
6. Влажность волокна
Теплопроводность воды при {{0}} градусов составляет 0,522Вт/(мк), что более чем в 20 раз превышает теплопроводность воздуха в тех же условиях 0,0247Вт/. (мк). Следовательно, увеличение влажности или содержания влаги неизбежно приведет к увеличению теплопроводности волокнистых изделий. Например, вода в порах волокна замерзает в лед, поскольку теплопроводность льда в тех же условиях составляет 2,32 Вт/(мк), что почти в 100 раз превышает теплопроводность воздуха в тех же условиях. По этой причине в проектах изоляции трубопроводов влажность изоляционных материалов трубопровода должна контролироваться на минимальном уровне, и в то же время должны быть соответствующие строгие требования к влагостойкости к материалам и конструкциям наружного защитного слоя трубопровода, чтобы обеспечить теплоизоляционные характеристики волокнистой изоляционной конструкции.
7. Используйте атмосферу
Обычно плиты из керамоволокна используются в атмосферной среде, а газом в порах является воздух. Таким образом, роль газовой фазы в изделиях из керамического волокна фактически является теплоизоляционной ролью воздуха. Однако в некоторых случаях изделия из керамического волокна используются в вакууме, защитной атмосфере или в различных условиях, требующих контролируемой атмосферы, например, с использованием таких сред, как водород, окись углерода, диоксид углерода, углеводороды и инертные газы. В это время изменяется значение теплопроводности керамических волокон. Теплопроводность газа связана с его составом и структурой. Вообще говоря, чем меньше молекулярная масса газа и чем проще структура, тем больше его теплопроводность.
8. Направление волокна
Когда материал и объемная плотность одинаковы, теплопроводность, когда направление теплового потока перпендикулярно волокну, меньше, чем теплопроводность, когда направление теплового потока параллельно волокну. Как правило, направление теплового потока слоистой структуры близко к перпендикуляру направлению волокна, а теплопроводность волокнистого изделия мала; в то время как направление теплового потока многослойной структуры близко к параллельному направлению волокна, а теплопроводность волокнистого продукта велика. При тех же условиях материала и объемной плотности теплопроводность волокнистого изделия со многослойной структурой на 20–30 % выше, чем у волокнистого изделия со слоистой структурой.
