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耐火陶瓷纤维的保温机理分析 发布日期:2019/4/12 访问量:919

耐火陶瓷纤维的保温机理分析

陶瓷纤维复合绝热材料其中加入了纳米孔体气凝胶及其它一些功能性材料,形成了非常理想的纳米孔体结构,可以很好的阻止热的三种传导方式向外散热。具体机理可以作如下解释:

1、零对流效应

高温状态下,气孔中的分子运动的增加虽然没有热辐射那样激烈,但也是不可忽视的。如果把气孔的尺寸都小于50nm,气体的分子就停止了运动,因为气孔的尺寸已经小于分子的平均“自由程”,由于气体分子平均自由程为70nm。

2、无穷多遮热板效应

绝热材料特点是空隙要占绝大部分体积,空隙越小,气孔壁的比表面积就越大。陶瓷纤维复合绝热毡的内部空隙尺寸能达到纳米级的50nm,具有无穷大的比表面积,使热辐射的射线穿过每层界面时都要发生反射、折射和再辐射等,相当于在热辐射传播的路径上设置了无数遮热板,终将热辐射阻隔了。

3、长路途效应

这是固体热传导路径的延长。陶瓷纤维复合绝热毡含有又细又长的纤维材料,可以增加路途效应,达到保温效果。


4、陶瓷纤维的传导传热

纤维交织没有方向性,固体相导热只能沿着纤维杆的方向进行,所以纤维的导热并不完全垂直于热面,因此传播途径延长,另外纤维间80%是点接触,进一步增大了传导传热的热阻,终结果是:热量依靠纤维传导的形式在耐火纤维内部传导热量效果不明显。

5、气体的对流传热

由于耐火陶瓷纤维的气孔率太高,气体被纤维分割成几乎处于静止不动的小气孔仓。由于分散的多气孔仓内的压力是一定的,该气压将与固态纤维一起形成一个密实体屏蔽(形成屏蔽气压)阻碍着热气流的侵入。由于气体几乎处于静止不动的状态,气体所吸收的热量只能以传导的方式在气体内部传播,又因气体在静止状态下具有很小的导热系数所以,热量依靠气体的传热效果不明显。

6、陶瓷纤维的辐射传热

首先因耐火陶瓷纤维呈不透明状态,热射线无法穿透纤维;其次由于纤维有效面积很小,接受的辐射能量也很小因此通过纤维辐射进行传热效果不明显。

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