Die Wärmeleitfähigkeit vonKeramikfaserplatteist die Summe der drei Wärmeübertragungseffekte: Leitungswärmeübertragung innerhalb der Vollfaser und des Faserkontaktteils in der Keramikfaserplatte, Luftkonvektionswärmeübertragung in den Poren und Strahlungswärmeübertragung zwischen den aus Vollfasern bestehenden Porenwänden usw. Daher wird sie auch als äquivalente Wärmeleitfähigkeit oder scheinbare Wärmeleitfähigkeit bezeichnet. Im Folgenden finden Sie eine kurze Analyse der oben genannten 8 Faktoren, die die Wärmeleitfähigkeit von Keramikfaserplatten beeinflussen.
1. Temperatur verwenden
Im Allgemeinen steigt die Wärmeleitfähigkeit von Keramikfaserplatten mit steigender Temperatur. Der Grund dafür ist, dass die Strahlungswärmeübertragung zwischen den Porenwänden, die Konvektionswärmeübertragung der Luft in den Poren und die Wärmeleitung innerhalb der festen Faser und des Faserkontaktteils aufgrund des Temperaturanstiegs und der verstärkten thermischen Bewegung proportional zunehmen von Gas- und Feststoffmolekülen. Wenn die Temperatur auf über 800 Grad ansteigt, überträgt die Keramikfaserplatte hauptsächlich Strahlungswärme, und je höher die Temperatur, desto größer ist der Anteil der Strahlungswärmeübertragung.
2. Porosität und Porenstruktur und -eigenschaften
Unter Porosität versteht man das Verhältnis des Porenvolumens in der Keramikfaserplatte zum Gesamtvolumen der Keramikfaserplatte, ausgedrückt in Prozent. Die Poren der Keramikfaserplatte sind mit Luft gefüllt und die Wärmeleitfähigkeit der Luft beträgt bei Raumtemperatur nur 0,025 W/(mk), was viel niedriger ist als die Wärmeleitungswärmeübertragung des Keramikfaserfestkörpers. Die Keramikfaserplatte ist eine Mischstruktur aus festen Fasern und Luft mit einer Porosität von mehr als 80 %. Eine große Menge Luft mit geringer Wärmeleitfähigkeit wird in die Poren gefüllt, wodurch die kontinuierliche Netzwerkstruktur der festen Moleküle zerstört wird, wodurch eine hervorragende Isolationsleistung erzielt wird. Die obige Analyse zeigt, dass die Wärmedämm- und Energiesparfunktion der Keramikfaserplatte hauptsächlich darin besteht, die Isolierwirkung der Luft in den Poren zu nutzen.
Die Porenstruktur und -eigenschaften beeinflussen hauptsächlich die konvektive Wärmeübertragung der Luft in der Keramikfaserplatte. Je größer der Porendurchmesser, desto kleiner ist die entsprechende Volumendichte der Keramikfaserplatte und desto größer ist die konvektive Wärmeübertragung der Luft in den Poren und desto größer ist der Einfluss des Wärmeleitfähigkeitswerts der Keramikfaserplatte mit zunehmendem Wert Temperatur. Die Poren im Inneren der Keramikfaserplatte haben drei Formen: kontinuierliche Poren (offen), halbkontinuierliche Poren (offen und geschlossen) und isolierte Poren (geschlossen). Die Wärmeleitfähigkeit der isolierten (geschlossenen) Porenstruktur ist am geringsten.
3. Volumendichte
① Die Wärmeleitfähigkeit von Keramikfasern nimmt mit zunehmender Dichte ab, die Abnahme nimmt jedoch allmählich ab, sodass die Wärmeleitfähigkeit nicht mehr abnimmt, sondern tendenziell zunimmt, wenn die Dichte einen bestimmten Bereich überschreitet.
② Bei unterschiedlichen Temperaturen gibt es eine minimale Wärmeleitfähigkeit und einen entsprechenden minimalen Dichtewert. Die der minimalen Wärmeleitfähigkeit entsprechende Dichte nimmt mit steigender Temperatur zu.
4. Inhalt der Schlackenkugeln
Schlackenkugeln sind kugelförmige Partikel, die während des Zerfaserungsprozesses in der geschmolzenen Hochtemperaturflüssigkeit nicht zerfasert werden können. Der Schlackenkugelgehalt bezieht sich auf den Prozentsatz der nicht faserigen Substanz in der feuerfesten Keramikfaser und den Produkten, nachdem sie durch das Standard-Siebloch von 75-µm passiert sind, und der Siebrückstand macht die Gesamtmenge der Probe aus. Mit zunehmendem Gehalt an Schlackenkugeln nimmt die Menge an festen Fasern ab und die Dichte der Fasern selbst nimmt ab. Daher wird die Wärmeleitfähigkeit von Faserprodukten zunehmen, die Wärmedämmleistung von Faserprodukten wird sich verschlechtern und die Festigkeit und Elastizität von Faserprodukten wird abnehmen. Der Einfluss des Schlackenkugelgehalts auf die Wärmeleitfähigkeit von Faserprodukten nimmt mit steigender Temperatur zu.
5. Faserdurchmesser
Bei gleicher Dichte der Keramikfaserplatte ist die Porengröße umso kleiner und die Dämpfungswirkung auf die Wärmeübertragung umso größer, je feiner der Faserdurchmesser ist. Zweitens: Je feiner die Faser und je länger die Gesamtfaserlänge, desto stärker wird die Wärmeleitung gedämpft, die Wärmeleitfähigkeit nimmt also ab. Andererseits ist die Schrumpfung der Heizlinie des Produkts umso größer und der Wärmebeständigkeitsindex umso geringer, je feiner der Durchmesser der Keramikfasern ist. Um die beste umfassende technische Leistung zu erzielen, sollte die Faser eine geeignete Feinheit (Durchmesser) haben, im Allgemeinen 2 bis 4 Mikrometer.
6. Faserfeuchtigkeit
Die Wärmeleitfähigkeit von Wasser bei {{0}} Grad beträgt 0,522 W/(mk), was mehr als 20-mal größer ist als die Wärmeleitfähigkeit von Luft unter den gleichen Bedingungen von 0,0247 W/ (mk). Daher erhöht die Erhöhung der Faserfeuchtigkeit oder des Feuchtigkeitsgehalts zwangsläufig die Wärmeleitfähigkeit von Faserprodukten. Beispielsweise gefriert Wasser in den Poren der Faser zu Eis, da die Wärmeleitfähigkeit von Eis unter denselben Bedingungen 2,32 W/(mk) beträgt, was nahezu dem 100-fachen der Wärmeleitfähigkeit von Luft unter denselben Bedingungen entspricht. Aus diesem Grund muss bei Pipeline-Isolierungsprojekten die Feuchtigkeit der Pipeline-Isoliermaterialien auf den niedrigsten Gehalt kontrolliert werden, und gleichzeitig sollten entsprechende strenge Feuchtigkeitsbeständigkeitsanforderungen an die Materialien und Strukturen der äußeren Schutzschicht der Pipeline gestellt werden stellen die Wärmedämmleistung der Faserdämmstruktur sicher.
7. Atmosphäre nutzen
Normalerweise werden Keramikfaserplatten in atmosphärischer Umgebung verwendet und das Gas in den Poren ist Luft. Daher ist die Rolle der Gasphase in Keramikfaserprodukten tatsächlich die Rolle der Wärmedämmung von Luft. In einigen Fällen werden Keramikfaserprodukte jedoch unter Vakuum, Schutzatmosphäre oder unter verschiedenen Bedingungen, die eine kontrollierte Atmosphäre erfordern, verwendet, beispielsweise unter Verwendung von Atmosphären wie Wasserstoff, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Kohlenwasserstoffen und Inertgasen. Zu diesem Zeitpunkt ändert sich der Wärmeleitfähigkeitswert der Keramikfasern. Die Wärmeleitfähigkeit eines Gases hängt von der Zusammensetzung und Struktur des Gases ab. Generell gilt: Je kleiner das Molekulargewicht des Gases und je einfacher die Struktur, desto größer ist seine Wärmeleitfähigkeit.
8. Faserrichtung
Bei gleicher Material- und Volumendichte ist die Wärmeleitfähigkeit bei senkrecht zur Faser verlaufender Wärmeflussrichtung geringer als die Wärmeleitfähigkeit bei parallel zur Faser verlaufender Wärmeflussrichtung. Im Allgemeinen verläuft die Wärmeflussrichtung der Schichtstruktur nahezu senkrecht zur Faserrichtung und die Wärmeleitfähigkeit des Faserprodukts ist gering; während die Wärmeflussrichtung der gestapelten Struktur nahezu parallel zur Faserrichtung verläuft und die Wärmeleitfähigkeit des Faserprodukts groß ist. Unter den gleichen Material- und Volumendichtebedingungen ist die Wärmeleitfähigkeit des Faserprodukts mit Stapelstruktur 20 bis 30 % höher als die des Faserprodukts mit Schichtstruktur.
