陶瓷纤维模块绝热效果由以下几种因素决定

时间:2019-10-08 浏览:
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。
陶瓷纤维模块,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,这就赋予了陶瓷纤维模块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。
 
 
陶瓷纤维模块等耐火纤维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。