Toplotna provodljivost odploča od keramičkih vlakanaje zbir tri efekta prijenosa topline provodljivog prijenosa topline unutar čvrstog vlakna i kontaktnog dijela vlakana u keramičkim vlaknima, prijenosa topline zraka konvekcijom u porama i prijenosa topline zračenja između stijenki pora sastavljenih od čvrstih vlakana, itd. , pa se naziva i ekvivalentna toplotna provodljivost ili prividna toplotna provodljivost. Slijedi kratka analiza gore navedenih 8 faktora koji utiču na toplotnu provodljivost ploča od keramičkih vlakana.
1. Koristite temperaturu
Općenito, toplinska provodljivost ploča od keramičkih vlakana raste s povećanjem temperature. Razlog je taj što se radijacijski prijenos topline između stijenki pora, konvekcijski prijenos topline zraka u porama i provodljivost topline unutar čvrstog vlakna i kontaktnog dijela vlakna povećavaju proporcionalno zbog povećanja temperature i pojačanog toplinskog kretanja. gasovitih i čvrstih molekula. Kada temperatura poraste na iznad 800 stepeni, keramička ploča od vlakana uglavnom se prenosi toplotom zračenjem, a što je temperatura viša, to je veći udio prijenosa topline zračenja.
2. Poroznost i struktura pora i svojstva
Poroznost se odnosi na omjer volumena pora u ploči od keramičkih vlakana i ukupnog volumena ploče od keramičkih vlakana, izražen u postocima. Pore ploče od keramičkih vlakana su ispunjene vazduhom, a toplotna provodljivost vazduha na sobnoj temperaturi je samo 0.025w/(mk), što je mnogo niže od provodljivosti prenosa toplote čvrste materije keramičkih vlakana. Ploča od keramičkih vlakana je mješovita struktura sastavljena od čvrstih vlakana i zraka, s poroznošću većom od 80%. Velika količina zraka niske toplinske provodljivosti se puni u pore, uništavajući kontinuiranu mrežnu strukturu čvrstih molekula, čime se postižu odlične performanse izolacije. Navedena analiza pokazuje da je funkcija toplinske izolacije i uštede energije lima od keramičkih vlakana uglavnom korištenje izolacijskog efekta zraka u porama.
Struktura i svojstva pora uglavnom utječu na konvektivni prijenos topline zraka u keramičkim vlaknima. Što je veći prečnik pora, to je manja odgovarajuća zapreminska gustina keramičke ploče od vlakana i veći je konvektivni prenos toplote vazduha u porama, a veći je i uticaj vrednosti toplotne provodljivosti ploče od keramičkih vlakana sa povećanjem temperatura. Pore unutar ploče od keramičkih vlakana imaju tri oblika: kontinuirane pore (otvorene), polu-kontinuirane pore (otvorene i zatvorene) i izolirane pore (zatvorene). Toplotna provodljivost izolirane pora (zatvorene) strukture je najmanja.
3. Gustoća volumena
① Toplotna provodljivost keramičkih vlakana opada sa povećanjem gustine, ali se smanjenje postepeno smanjuje, tako da kada gustina pređe određeni opseg, toplotna provodljivost se više ne smanjuje i ima tendenciju povećanja.
② Pri različitim temperaturama postoji minimalna toplotna provodljivost i odgovarajuća minimalna vrednost gustine. Gustina koja odgovara minimalnoj toplotnoj provodljivosti raste sa porastom temperature.
4. Sadržaj kuglica šljake
Kuglice šljake su sferične čestice koje se ne mogu vlaknati u rastopljenoj tečnosti visoke temperature tokom procesa fiberizacije. Sadržaj kuglice šljake odnosi se na postotak nevlaknaste materije u vatrostalnim keramičkim vlaknima i proizvodima nakon prolaska kroz 75-mikronski standardni otvor sita, a ostatak sita čini ukupnu količinu uzorka. Kako se sadržaj kuglica šljake povećava, količina čvrstih vlakana će se smanjiti, a gustoća samih vlakana će se smanjiti. Zbog toga će se povećati toplinska vodljivost proizvoda od vlakana, učinak toplinske izolacije proizvoda od vlakana će se pogoršati, a snaga i elastičnost proizvoda od vlakana će se smanjiti. Utjecaj sadržaja kuglica šljake na toplinsku provodljivost proizvoda od vlakana povećava se s povećanjem temperature.
5. Prečnik vlakana
Kada je gustina ploče od keramičkih vlakana ista, što je finiji prečnik vlakana, to je manja veličina pora i veći je efekat prigušenja na prenos toplote; drugo, što je vlakno finije i što je duža ukupna dužina vlakna, to je veće prigušenje provodljivosti toplote, pa se toplotna provodljivost smanjuje. S druge strane, što je finiji promjer keramičkih vlakana, to je veće skupljanje linije grijanja proizvoda i niži je indeks toplinske otpornosti. Da bi se postigle najbolje sveobuhvatne tehničke karakteristike, vlakno treba da ima odgovarajuću finoću (prečnik), obično 2 do 4 mikrona.
6. Vlažnost vlakana
Toplotna provodljivost vode na {{0}} stepenu je 0.522w/(mk), što je više od 20 puta veće od toplotne provodljivosti vazduha pod istim uslovima od 0,0247w/ (mk). Stoga će povećanje vlažnosti ili sadržaja vlage u vlaknima neizbježno povećati toplinsku provodljivost proizvoda od vlakana. Na primjer, voda u porama vlakana smrzava se u led, jer je toplotna provodljivost leda pod istim uslovima 2,32w/(mk), što je blizu 100 puta više od toplotne provodljivosti vazduha pod istim uslovima. Iz tog razloga, za projekte izolacije cjevovoda, vlažnost materijala za izolaciju cjevovoda mora se kontrolisati na najnižem nivou, a istovremeno treba postojati odgovarajući strogi zahtjevi otpornosti na vlagu na materijale vanjskog zaštitnog sloja i strukture cjevovoda kako bi se osigurati performanse toplinske izolacije vlaknaste izolacijske strukture.
7. Koristite atmosferu
Obično se ploče od keramičkih vlakana koriste u atmosferskom okruženju, a plin u porama je zrak. Dakle, uloga gasne faze u proizvodima od keramičkih vlakana je zapravo termoizolaciona uloga vazduha. Međutim, u nekim slučajevima, proizvodi od keramičkih vlakana se koriste pod vakuumom, zaštitnom atmosferom ili različitim uvjetima koji zahtijevaju kontroliranu atmosferu, kao što je korištenje atmosfera kao što su vodonik, ugljični monoksid, ugljični dioksid, ugljikovodici i inertni plinovi. U tom trenutku se mijenja vrijednost toplinske provodljivosti keramičkih vlakana. Toplotna provodljivost gasa je povezana sa sastavom i strukturom gasa. Uopšteno govoreći, što je manja molekulska težina gasa i jednostavnija struktura, veća je njegova toplotna provodljivost.
8. Smjer vlakana
Kada su gustina materijala i zapremine iste, toplotna provodljivost kada je smer toka toplote okomit na vlakno manja je od toplotne provodljivosti kada je smer toka toplote paralelan sa vlaknom. Općenito, smjer toka topline slojevite strukture je blizu okomitog na smjer vlakana, a toplinska provodljivost proizvoda od vlakana je mala; dok je smjer toplotnog toka složene strukture blizu paralelnog smjera vlakana, a toplinska provodljivost proizvoda od vlakana je velika. Pod istim uslovima materijalne i zapreminske gustine, toplotna provodljivost proizvoda od naslaganih strukturnih vlakana je 20% do 30% veća od toplotne provodljivosti proizvoda od slojevite strukture vlakana.
