真空绝热板热工性能的研究

2010-01-01 律宝莹 天津商业大学机械工程学院

  介绍真空绝热板的构造及加工工艺, 对其高效绝热热工性能进行理论分析及实验数据测试, 运用数理统计及计算机数值模拟的方法分析其热工性能随自身参数及制造工艺的变化规律, 提出产品生产、施工及使用中应注意的问题和改进的意见。

  真空绝热板( 英文名 Insulation Panel)是近年来顺应建材行业日益迫切的节能要求, 利用现代材料制造工艺研发的新一代高级保温材料。经测试, 在正确的加工及使用条件下, 其表观导热系数达到10-3W/m·℃ 数量级, 比常规保温材料( 如聚苯乙烯硬质塑料, 导热系数0.031 W/m·℃) 低一个数量级, 其优异的绝热性能在冷冻、冷藏、低温家电、建材及尖端科技领域都有着广泛的应用前景。

  论文在对种新形传热资料资料热工设计能力的深入分折体现了该资料的能力规格, 并分折了其能力受个人及外人应响应响的基本规律, 讨论了要更加充分销挥其比较好传热资料能力, 在生產、施工过程中应主要遵循的问题, 并提出者了行不通的建议大家。

1、真空绝热板构造及绝热原理分析

  实测样品为388 mm×388 mm×10.5 mm 板状外形材料, 表观密度172.7 kg/m3, 工程尺寸及密度会因生产厂家及工程要求而不同, 其结构如图1。

真空绝热板结构示意图

图1 机械泵隔热板组成部分举手图

  芯材为超细无机纤维( 具体材质根据厂家而异, 可采用超细玻璃棉或超细石棉等材料) ,并在其中添加高效气体吸附剂以保证板内长期高真空度水平, 外侧为起密封、保护及支持作用的复合铝膜(膜厚0.18 mm); 实际生产中添加气体吸附剂后的芯材经预压缩并外敷复合铝膜后经抽真空至101 Pa 数量级( 实测样品真空度为4~5 Pa) 密封而成。

  从热传递维度研究, 该物料极具较梦想的隔热生物学的特征。依照热传递学认识论, 有机化合物与较近有机溶剂间公司使用面积的热传递量由减压反射, 过流, 大范围地扩散三部曲分包括, 其关心可简略说明为表达式(1) :

Q=Q 传导+ Q 对流+ Q 辐射(1)

  式中: Q 、Q 传导、Q 对流、Q 辐射分别为单位面积总传热量及传导、对流、辐射传热量; λ、δ、Δt、a、Δt' 、εe、T、T 环境分别为物质的导热系数、厚度、导热温差、对流放热系数、对流换热温差、等效发射率、物质与环境的绝对温度; ∝( λ, 1/δ, Δt) ,∝( a, Δt') ,∝( εe , T 4- T 环境4) 。

  总冷却量为心脏传导电流系统、平衡、光大范围地扩散冷却量之和, 而心脏传导电流系统、平衡、光大范围地扩散冷却量又分开 正相关的于与其括号内如图所示影向关键因素。   由计算方式(1) 可预知为, 为提升好的隔热性能指标, 在千万的事业温度因素和安全使用符合要求下, 应想尽大幅度降低原材料的导电数值, 过流热传递热交换数值和等效释放出率。而高压气隔热板恰是合理性某些设想设计的概念的: 超细芯材在工作中的导电数值就很低, 再经的高度高压气并含有混合气体吸附剂剂后其一大批间隙内基本的无存留室内冷空气的过流热传递反应导致, 热传递仅使用超细弹性纤维间的幅射和点学习肌肉收缩实施, 这使其表观导电数值较统一材料室内冷空气中统计资料(如超细玻璃钢棉, 过热蒸汽下λ= 0.037 W /m.℃)低一名數量级上, 除此以外, 外用的挽回铝膜因包括εe ≤0.1 的低等效释放出率可进步骤减掉幅射热折损。

2、实验测试研究

2.1、测试内容及目的

  根据GB10294 《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法》测试样品在不同工作温度下并对比非真空条件下的表观导热系数, 得到导热系数- 温度关系数据, 测试试件表面温度分布数据, 取得影响该材料绝热性能诸因素的直观资料并进行综合分析, 取得结论。

2.2、测试结果及分析

  高压气度绝热材料板表观传热指数公式随板内的平均气温变换规律性( 价格对比非高压气度组) 实验室数据资料处理如图甲下图2 下图:

真空绝热板表观导热系数测试数据

图2 真空度热膨胀板表观导热性公式考试数据分析   经直线蜕变后的λ- t 原因式为: λ= 0.0001t+ 0.0013   注: 数据汇总导致符合要求王八犊子样不确定度区域规范, λ值95% 置信时间不确定度限为0.0008 W/m·℃ , 且该回馈公试仅打造在板内分別平均温度25℃~45℃空间各种测试导致毫米。