De thermische geleidbaarheid vankeramische vezelplaatis de som van de drie warmteoverdrachtseffecten van geleidingswarmteoverdracht binnen de massieve vezel en het vezelcontactgedeelte in de keramische vezelplaat, luchtconvectiewarmteoverdracht in de poriën en stralingswarmteoverdracht tussen de poriewanden bestaande uit vaste vezels, enz. , dus het wordt ook wel equivalente thermische geleidbaarheid of schijnbare thermische geleidbaarheid genoemd. Het volgende is een korte analyse van de bovengenoemde 8 factoren die de thermische geleidbaarheid van keramische vezelplaten beïnvloeden.
1. Gebruik temperatuur
Over het algemeen neemt de thermische geleidbaarheid van keramische vezelplaten toe met toenemende temperatuur. De reden is dat de stralingswarmteoverdracht tussen de poriewanden, de convectiewarmteoverdracht van lucht in de poriën en de warmtegeleiding binnen de massieve vezel en het vezelcontactdeel allemaal proportioneel toenemen als gevolg van de temperatuurstijging en de verbeterde thermische beweging. van gas- en vaste moleculen. Wanneer de temperatuur boven de 800 graden stijgt, wordt de keramische vezelplaat voornamelijk door stralingswarmte overgedragen, en hoe hoger de temperatuur, hoe groter het aandeel van de stralingswarmteoverdracht.
2. Porositeit en poriënstructuur en eigenschappen
Porositeit verwijst naar de verhouding van het poriënvolume in de keramische vezelplaat tot het totale volume van de keramische vezelplaat, uitgedrukt als een percentage. De poriën van de keramische vezelplaat zijn gevuld met lucht en de thermische geleidbaarheid van lucht bij kamertemperatuur is slechts 0.025w/(mk), wat veel lager is dan de geleidingswarmteoverdracht van de vaste keramische vezel. De keramische vezelplaat is een gemengde structuur bestaande uit vaste vezels en lucht, met een porositeit van meer dan 80%. Een grote hoeveelheid lucht met een lage thermische geleidbaarheid wordt in de poriën gevuld, waardoor de continue netwerkstructuur van de vaste moleculen wordt vernietigd, waardoor uitstekende isolatieprestaties worden verkregen. Uit de bovenstaande analyse blijkt dat de thermische isolatie- en energiebesparende functie van de keramische vezelplaat voornamelijk bestaat uit het benutten van het isolerende effect van de lucht in de poriën.
De poriënstructuur en eigenschappen beïnvloeden voornamelijk de convectieve warmteoverdracht van de lucht in de keramische vezelplaat. Hoe groter de poriediameter, hoe kleiner de overeenkomstige volumedichtheid van de keramische vezelplaat, en hoe groter de convectieve warmteoverdracht van de lucht in de poriën, en hoe groter de invloed van de thermische geleidbaarheidswaarde van de keramische vezelplaat met de toename van temperatuur. De poriën in de keramische vezelplaat hebben drie vormen: continue poriën (open), semi-continue poriën (open en gesloten) en geïsoleerde poriën (gesloten). De thermische geleidbaarheid van de geïsoleerde porie (gesloten) structuur is het kleinst.
3. Volumedichtheid
① De thermische geleidbaarheid van keramische vezels neemt af met de toename van de dichtheid, maar de afname neemt geleidelijk af, zodat wanneer de dichtheid een bepaald bereik overschrijdt, de thermische geleidbaarheid niet langer afneemt en de neiging heeft toe te nemen.
② Bij verschillende temperaturen is er een minimale thermische geleidbaarheid en een overeenkomstige minimale dichtheidswaarde. De dichtheid die overeenkomt met de minimale thermische geleidbaarheid neemt toe met de stijging van de temperatuur.
4. Inhoud slakbal
Slakkenballen zijn bolvormige deeltjes die tijdens het vervezelingsproces niet kunnen worden vervezeld in de gesmolten vloeistof op hoge temperatuur. Het slakkenbalgehalte verwijst naar het percentage niet-vervezelde materie in de vuurvaste keramische vezels en producten na passage door het standaard zeefgat van 75- micron, en het zeefresidu is verantwoordelijk voor de totale hoeveelheid van het monster. Naarmate het gehalte aan slakballen toeneemt, zal de hoeveelheid vaste vezels afnemen en zal de dichtheid van de vezels zelf afnemen. Daarom zal de thermische geleidbaarheid van vezelproducten toenemen, zullen de thermische isolatieprestaties van vezelproducten verslechteren en zullen de sterkte en elasticiteit van vezelproducten afnemen. Het effect van het slakbalgehalte op de thermische geleidbaarheid van vezelproducten neemt toe bij toenemende temperatuur.
5. Vezeldiameter
Wanneer de dichtheid van keramische vezelplaten hetzelfde is, hoe fijner de vezeldiameter, hoe kleiner de poriegrootte en hoe groter het dempende effect op de warmteoverdracht; ten tweede: hoe fijner de vezel en hoe langer de totale vezellengte, hoe groter de demping van de warmtegeleiding, waardoor de thermische geleidbaarheid afneemt. Aan de andere kant, hoe fijner de diameter van keramische vezels, hoe groter de krimp van de verwarmingslijn van het product en hoe lager de hittebestendigheidsindex. Om de beste uitgebreide technische prestaties te verkrijgen, moet de vezel een geschikte fijnheid (diameter) hebben, doorgaans 2 tot 4 micron.
6. Vochtigheid van de vezels
De thermische geleidbaarheid van water bij {0}} graad is 0.522w/(mk), wat meer dan 20 keer groter is dan de thermische geleidbaarheid van lucht onder dezelfde omstandigheden van 0,0247w/ (mk). Daarom zal de toename van de vochtigheid of het vochtgehalte van de vezels onvermijdelijk de thermische geleidbaarheid van vezelproducten verhogen. Water in de poriën van de vezel bevriest bijvoorbeeld tot ijs, omdat de thermische geleidbaarheid van ijs onder dezelfde omstandigheden 2,32 w/(mk) bedraagt, wat bijna 100 maal de thermische geleidbaarheid van lucht onder dezelfde omstandigheden is. Om deze reden moet bij pijpleidingisolatieprojecten de vochtigheid van pijpleidingisolatiematerialen op het laagste niveau worden gecontroleerd, en tegelijkertijd moeten er overeenkomstige strikte vochtbestendigheidseisen worden gesteld aan de materialen en structuren van de buitenste beschermlaag van de pijpleiding om verzeker de thermische isolatieprestaties van de vezelisolatiestructuur.
7. Gebruik sfeer
Meestal worden keramische vezelplaten gebruikt in een atmosferische omgeving en is het gas in de poriën lucht. Daarom is de rol van de gasfase in keramische vezelproducten feitelijk de thermische isolatierol van lucht. In sommige gevallen worden keramische vezelproducten echter gebruikt onder vacuüm, beschermende atmosfeer of onder verschillende omstandigheden die een gecontroleerde atmosfeer vereisen, zoals het gebruik van atmosferen zoals waterstof, koolmonoxide, kooldioxide, koolwaterstoffen en inerte gassen. Op dit moment verandert de thermische geleidbaarheidswaarde van keramische vezels. De thermische geleidbaarheid van een gas hangt samen met de samenstelling en structuur van het gas. Over het algemeen geldt dat hoe kleiner het molecuulgewicht van het gas en hoe eenvoudiger de structuur, hoe groter de thermische geleidbaarheid ervan is.
8. Vezelrichting
Wanneer de materiaal- en volumedichtheid hetzelfde zijn, is de thermische geleidbaarheid wanneer de richting van de warmtestroom loodrecht op de vezel staat, kleiner dan de thermische geleidbaarheid wanneer de richting van de warmtestroom evenwijdig aan de vezel is. Over het algemeen staat de warmtestroomrichting van de gelaagde structuur bijna loodrecht op de vezelrichting en is de thermische geleidbaarheid van het vezelproduct klein; terwijl de warmtestroomrichting van de gestapelde structuur bijna evenwijdig is aan de vezelrichting, en de thermische geleidbaarheid van het vezelproduct groot is. Onder dezelfde omstandigheden van materiaal- en volumedichtheid is de thermische geleidbaarheid van het vezelproduct met gestapelde structuur 20% tot 30% hoger dan dat van het vezelproduct met gelaagde structuur.
