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影响砖窑保温棉绝热性能的几点因素
浏览: 发布日期:2019-10-08
绝热,就是最大限度地阻抗热流的传递。就是要求绝热材料必须具有较小的热导率、换热系数和辐射换热系数,即这种材料要有较高的热阻。
砖窑保温棉,作为较常用的一种耐火纤维材料,它的绝热性能如何?又是由哪些因素决定的呢?
 
与重质高铝砖、黏土砖、浇注料等与炉墙单一的热传导缩不同的是,耐火纤维具有较高的气孔率,而空气及大多数气体(除氢气外)的热导率很低,这就赋予了砖窑保温棉较低的热导率和较低的蓄热量。然而一旦在特种用途的炉子内,炉气的成分变化很大,如还原性气氛等,耐火纤维的热导率也会发生变化。
 
砖窑保温棉的隔热性能受炉衬内部传热的影响非常复杂,大体可概括为以下几种因素:
 
⑴材料的结构。就固体材料而言,其宏观组织结构气孔率越大,热导率也就越小。其微观组织分子结构越复杂、结晶程度越低,热导率就越小。
 
(2)表观密度。表观密度是指材料的自然状态下,单位体积的质量。自然状态下的表观体积,既包含固体部分的体积,又 包含一定的孔隙和空隙。在低温状态下,孔隙或空隙中的气体可 看作是无对流的静止空气,仅有导热没有对流传热,然而在传热过程中,耐火纤维的固体部分也开始起作用。因此密度越大,导热系数也会相应增大。
 
(3)气孔率大小与特性。在表观密度相同的条件下,空隙的尺寸越小热导率就越小。当孔隙尺寸小到一定值的情况下,空 气(气体)将完全被气孔壁吸附,空隙接近于真空状态,这时的热导率降到最小。当孔隙体积大到一定程度后,由于空气对流的出现,热导率变大。对于相同孔隙率和孔隙尺寸,当孔隙彼此 封闭时,热导率较小,当孔隙相互连通时,热导率较大。
 
(4)湿度。由于孔隙的存在,材料不可避免的要吸收水分,然而,水的热导率比静止空气的大出25倍以上。因此,当烘炉时水蒸气会侵人到炉墙内,当炉墙是耐火纤维结构时,水蒸气进人后 降温会重新结成水。所以说,每次烘炉对耐火纤维炉壁都有副作用;同样的原理,陶瓷纤维模块等耐火纤维在潮湿的炉膛中是不适用的。
 
(5)热流方向。对于各向异性的耐火纤维材料,不同方向上的热导率也各不相同,有时差异很大,热流平行于耐火纤维炉衬的热导率比垂直于炉衬要大20%左右。
 
(6)温度。由于辐射传热的影响,多孔耐火纤维材料的热 导率,一般随着温度的升高而增大。
 


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