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耐火陶瓷纤维的保温机理分析

日期:2021-09-02点击数:389赞数:0

耐火陶瓷纤维的保温机理分析

  在陶瓷纤维复合绝热毡中加入纳米孔体气凝胶等功能材料,形成理想的纳米孔体结构,能很好地阻止热的三种传导途径向外散热。其具体机制可作如下解释:
1、无对流效应。
  尽管温度较高,气孔内分子运动的强度较大,但仍不能被忽略。当两个气孔大小都小于50nm时,气体的分子停止运动,因为气孔的大小已经小于分子的平均自由程,因为气体分子的平均自由程是70nm。
2、无限多遮热板效应。
  绝热材料 的特点是气孔占绝大多数体积,气孔越小,气孔的比表面积越大。其内部空隙大小可达50nm,且比表面无限大,使热辐射的射线穿过每层界面时,会产生反射、折射、再辐射等现象,这就是在热辐射传播的路径上设置了数个遮热板,最终阻止热辐射。
3、长距离效应。
  从而延长了固体热传导路径。由于陶瓷纤维复合绝热毡含有又细又长的纤维材料,可增加路途效应,达到保温效果。
4、陶瓷纤维的导热性能。
  由于纤维交织没有方向性,固体相热传导只能沿纤维杆的方向进行,因此纤维的导热并不完全垂直于热面,因此传递途径延长,另外纤维间80%是点接触,从而进一步增加传导传热的热阻,从而进一步提高了传导传热的热阻。
5、气体对流换热。
  因为耐火陶瓷纤维的气孔较大,气体被纤维分割成几乎处于静止状态的小气孔。因为分散式多气孔仓的压力是一定的,这种气压会和固体纤维一起形成一层密实体屏障(形成屏蔽气压)阻止热气流的侵入。因为气体几乎是处于静止状态,气体吸收的热量只能以传导的方式在气体内部传播,又由于气体在静止状态下的导热系数很小,所以,气体的热量换热效果不明显。
6、陶瓷纤维的辐射传热。
  第一是因为耐火陶瓷纤维是不透明的,热射线不能穿透纤维;第二是由于纤维有效面积很小,接收的辐射能量也很少,所以通过纤维辐射对热传导效果不明显。

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