隔热材料性能的影响因素

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1、隔热材料性能的影响因素张霞—隔热材料性能的影响因素洛阳船舶材料研究所张霞摘要隔热材料的隔热性能的优劣决定着保温节能效果的优劣和成本的高低本文从不同角度介绍,,了隔热材料的类型综合了隔热材料的有关隔热理论根据理论分析了隔热材料内部的传热过程,讨论了隔热材料的微观结构及使用环境对隔热性能的影响,并概括了提高隔热性能的有效途径。关键词有效导热系数辐射孔隙率矿岩棉等。前言多孔质颗粒类隔热材料常见的有膨胀蛙石、膨胀珍珠岩等材料。近年来,造船业、建筑业及冷冻冷藏行发泡类隔热材料包括有机类、无,。业发展迅速对于隔热材料的需求

2、日益增机类及有机无机混合类三种无机类常见,、。长因而涌现了一系列各具特色的隔热材的有泡沫玻璃泡沫水泥等有机类的如聚料。氨脂泡沫、聚乙烯泡沫、酚醛泡沫及聚酞亚,。、、使用隔热材料能够有效减少热损失胺泡沫等此类泡沫具有低密度耐水低,,,。节约燃料同时可以改善劳动环境保证安导热系数等优点广泛应用于保温领域混全生产,提高工效。选用合适的隔热材料隔合型多孔质泡沫材料是由空心玻璃微球或,热后其中左右的热量可以免于损陶瓷微球与树脂复合热压而成的闭孔泡沫失川。所以隔热材料性能的优劣决定了保材料川。温效果的优劣及保温成本的高低,

3、而隔热隔热材料就其使用范围而言,可以分材料的隔热性能受材料内部构造及环境因为用于航空航天器的高温隔热材料用于,、素的影响因此提高隔热性能的关键在于船舶舱室建筑物以及容器保温等隔热系材料的内部构造及使用环境。统的常温隔热材料以及用于冷藏、液化天然气管道保温的低温隔热材料。隔热材料的类型影响隔热性能的因素隔热材料按其内部组织和构造的差异,可分为以下三类。具体衡量隔热性能的尺度是材料的导多孔纤维质隔热材料由无机纤维热系数,导热系数的大小反映了材料隔热制成的单一纤维毡或纤维布或者几种纤维性能的优劣。影响材料导热系数的因

4、素有复合而成的毡布。具有导热系数低、耐温性材料本身因素及使用环境等。首先是材料能好的特点。常见的有超细玻璃棉、石棉、组分及宏观结构,对于多孔质材料而言,材··第卷第期材料开发与应用年月料种类、密度及泡孔结构都是影响导热系导热系数贡献的总和。当材料在高温下使。、,。数的因素其次材料的使用温度压力是影用时辐射是影响导热系数的主要因素而响导热系数的另一部分因素。而所有这些常温使用时,辐射则转化为次要因素。多孔因素对导热系数的影响都与材料内部传热质隔热材料之所以具有良好的隔热性能与。,过程有关较低的导热系数是由于材料中

5、包含有大隔热材料内部的传热过程量气体的缘故。气体的导热系数远小于固,凡是有温差存在的地方必然存在着热体的导热系数表列出的是常见的几种。。,量的传递隔热材料的作用就是减弱热量气体的导热系数气体含量大则增加了空交换的程度并阻止热量的传递。一般隔热隙中气相之间的对流,相反,则对流换热减、、,。材料是由固体颗粒空隙纤维等组成所少多孔质隔热材料的结构多是呈闭口气以,,口整体材料的导热过程由固相之间的传孔据实验测试表明酚醛泡沫的闭气孔、固、,热相和气相之间的传热空隙中气相之率高达以上因此空隙间气相之间的间的对流、气泡膜之间

6、的辐射等四部分组对流对有效导热系数的贡献成为次要因成。材料的有效导热系数应为这四部分对素。表气体导热系数与温度的关系温度导空气热系二氧化碳·之氟利昂数氟利昂一,固文献〕指出相和气相对有效导热傅立叶定律式可以计算辐射对有效导系数的贡献可以用下式表示热系数的贡献。,、了产、户、、,尸万一,‘白,。式中一在平均使用温度下固相导热系李,·一数,,’式中一热流密度一在平均使用温度下气相导热系,一辐射对有效导热系数的贡献数,··尸一材料的孔隙率,一,玻尔兹曼常数一固相和气相对有效导热系数的·一’“‘贡,献一材料使用的平均热

7、力学温度,由式可得出,材料孔隙率增大,即,方向上的温度梯度,,一材料中气体含量增加相应固体含量减少兴则固相和气相有效导热系数减小,材料隔负号表示热量传递方向与温度升高方热性能提高。向相反。根据斯蒂芬·玻尔兹曼定律式及由、式可以推出正比于,··隔热材料性能的影响因素张霞—即辐射对有效导热系数的贡献与材料使用。的热力学温度的三次方成正比因此材料,一℃下的导热系数,固体在在高温下使用时辐射对导热系数的影响是·。,占主导地位的温度系数℃隔热材料的有效导热系数是固相和气对于多数非金属材料相传热及辐射传热两部分的叠加。根据

8、多对于多数金属材料,,项研究表明多孔质隔热材料的有效导热由此可见固相导热系数随温度升高而增系数可以足够精确地用简单的非藕合模型大。而气相导热系数随温度的变化可由表的关系式表示如下。,川充分地反映出来综上所述使用温度升尸尸兀己,,一了高材料导热系数增大从而导致隔热性能,,。式中一材料的有效导热系数降低经实验测试了隔热材料的导热系数·,如。与温度的关系表所示,一材料的孔径表隔热材料导热系数