מוליכות תרמית שללוח סיבים קרמייםהוא הסכום של שלוש השפעות העברת החום של העברת חום הולכה בתוך הסיב המוצק וחלק מגע הסיבים בלוח הקרמי, העברת חום הסעת אוויר בנקבוביות והעברת חום קרינה בין דפנות הנקבוביות המורכבות מסיבים מוצקים וכו'. , אז זה נקרא גם מוליכות תרמית שווה ערך או מוליכות תרמית לכאורה. להלן ניתוח קצר של 8 הגורמים לעיל המשפיעים על המוליכות התרמית של לוח סיבים קרמיים.
1. השתמש בטמפרטורה
באופן כללי, המוליכות התרמית של לוחות קרמיים עולה עם עליית הטמפרטורה. הסיבה היא שהעברת החום של הקרינה בין דפנות הנקבוביות, העברת החום בהסעה של האוויר בנקבוביות, והולכת החום בתוך הסיב המוצק וחלק המגע עם הסיבים כולם גדלים באופן פרופורציונלי עקב העלייה בטמפרטורה והתנועה התרמית המוגברת. של מולקולות גז ומוצק. כאשר הטמפרטורה עולה למעל 800 מעלות, לוח הסיבים הקרמי הוא בעיקר העברת חום קרינה, וככל שהטמפרטורה גבוהה יותר, כך גדל שיעור העברת החום של הקרינה.
2. נקבוביות ומבנה ותכונות הנקבוביות
נקבוביות מתייחסת ליחס בין נפח הנקבוביות בלוח הסיבים הקרמיים לנפח הכולל של לוח הסיבים הקרמי, מבוטא באחוזים. הנקבוביות של לוח הסיבים הקרמיים מלאות באוויר, והמוליכות התרמית של האוויר בטמפרטורת החדר היא רק 0.025w/(mk), שהיא נמוכה בהרבה מהעברת חום ההולכה של סיב הקרמי המוצק. לוחית הסיבים הקרמיים היא מבנה מעורב המורכב מסיבים מוצקים ואוויר, עם נקבוביות של יותר מ-80%. כמות גדולה של אוויר מוליכות תרמית נמוכה מתמלאת בנקבוביות, והורסת את מבנה הרשת הרציף של המולקולות המוצקות, ובכך משיגה ביצועי בידוד מעולים. הניתוח לעיל מראה שתפקיד הבידוד התרמי וחיסכון באנרגיה של יריעת הסיבים הקרמיים הוא בעיקר לנצל את אפקט הבידוד של האוויר בנקבוביות.
מבנה ותכונות הנקבוביות משפיעים בעיקר על העברת החום ההסעה של האוויר בלוח הקרמי. ככל שקוטר הנקבוביות גדול יותר, צפיפות הנפח המקבילה של לוח הסיבים הקרמי קטנה יותר, והעברת החום ההסעה של האוויר בנקבוביות גדולה יותר, והשפעת ערך המוליכות התרמית של לוח הסיבים הקרמיים גדולה יותר עם עלייה של טֶמפֶּרָטוּרָה. לנקבוביות בתוך לוח הסיבים הקרמי יש שלוש צורות: נקבוביות רציפות (פתוחות), נקבוביות חצי רציפות (פתוחות וסגורות) ונקבוביות מבודדות (סגורות). המוליכות התרמית של מבנה הנקבוביות המבודדות (סגורות) היא הקטנה ביותר.
3. צפיפות נפח
① המוליכות התרמית של סיבים קרמיים יורדת עם עליית הצפיפות, אך הירידה יורדת בהדרגה, כך שכאשר הצפיפות חורגת מטווח מסוים, המוליכות התרמית כבר לא יורדת ונוטה לעלות.
② בטמפרטורות שונות, יש מוליכות תרמית מינימלית וערך צפיפות מינימלי תואם. הצפיפות התואמת את המוליכות התרמית המינימלית עולה עם עליית הטמפרטורה.
4. תוכן כדור סלאג
כדורי סיגל הם חלקיקים כדוריים שלא ניתן לסיבים אותם בנוזל המותך בטמפרטורה גבוהה במהלך תהליך הסיבים. תכולת כדורי הסיגל מתייחסת לאחוז החומר שאינו סיבים בסיבים ובמוצרים הקרמיים העמידים לאחר מעבר דרך חור המסננת הסטנדרטית של 75-מיקרון, ושארית המסננת מהווה את הכמות הכוללת של הדגימה. ככל שתכולת כדורי הסיגים תגדל, כמות הסיבים המוצקים תפחת, וצפיפות הסיבים עצמם תקטן. לכן, המוליכות התרמית של מוצרי סיבים תגדל, ביצועי הבידוד התרמי של מוצרי סיבים ידרדרו, והחוזק והגמישות של מוצרי סיבים יפחתו. ההשפעה של תכולת כדור סיגים על המוליכות התרמית של מוצרי סיבים עולה עם עליית הטמפרטורה.
5. קוטר סיבים
כאשר הצפיפות של לוח סיבים קרמיים זהה, ככל שקוטר הסיבים עדין יותר, גודל הנקבוביות קטן יותר והשפעת השיכוך על העברת החום גדולה יותר; שנית, ככל שהסיב עדין יותר ואורך הסיב הכולל ארוך יותר, כך שיכוך הולכת החום גדול יותר, כך שהמוליכות התרמית פוחתת. מצד שני, ככל שקוטרם של סיבי קרמיקה עדין יותר, כך התכווצות קו החימום של המוצר גדול יותר ומדד עמידות החום נמוך יותר. על מנת להשיג את הביצועים הטכניים המקיפים הטובים ביותר, לסיב צריך להיות עדינות (קוטר) מתאימה, בדרך כלל 2 עד 4 מיקרון.
6. לחות סיבים
המוליכות התרמית של מים ב-{{0}} מעלות היא 0.522w/(mk), שהיא יותר מפי 20 מהמוליכות התרמית של האוויר באותם תנאים של 0.0247w/ (mk). לכן, העלייה בלחות או תכולת הלחות בסיבים תגביר בהכרח את המוליכות התרמית של מוצרי סיבים. לדוגמה, מים בנקבוביות הסיב קופאים לקרח, מכיוון שהמוליכות התרמית של קרח באותם תנאים היא 2.32w/(mk), שזה קרוב ל-100 מהמוליכות התרמית של האוויר באותם תנאים. מסיבה זו, עבור פרויקטים של בידוד צנרת, יש לשלוט על הלחות של חומרי בידוד צנרת בתכולה הנמוכה ביותר, ובמקביל, צריכות להיות דרישות קפדניות תואמות להגנת רטיבות על החומרים והמבנים של שכבת ההגנה החיצונית של הצינור. להבטיח את ביצועי הבידוד התרמי של מבנה בידוד הסיבים.
7. השתמש באווירה
בדרך כלל, לוחות סיבים קרמיים משמשים בסביבה אטמוספרית, והגז בנקבוביות הוא אוויר. לכן, תפקידו של שלב הגז במוצרי סיבים קרמיים הוא למעשה תפקיד הבידוד התרמי של האוויר. עם זאת, במקרים מסוימים, מוצרי סיבים קרמיים משמשים תחת ואקום, אווירה מגינה או תנאים שונים הדורשים אווירה מבוקרת, כגון שימוש באטמוספרות כגון מימן, פחמן חד חמצני, פחמן דו חמצני, פחמימנים וגזים אינרטים. בשלב זה, ערך המוליכות התרמית של סיבי קרמיקה משתנה. מוליכות תרמית של גז קשורה להרכב ולמבנה של הגז. באופן כללי, ככל שהמשקל המולקולרי של הגז קטן יותר והמבנה פשוט יותר, כך גדלה מוליכות התרמית שלו.
8. כיוון סיבים
כאשר צפיפות החומר והנפח זהים, המוליכות התרמית כאשר כיוון זרימת החום מאונך לסיב קטנה מהמוליכות התרמית כאשר כיוון זרימת החום מקביל לסיב. בדרך כלל, כיוון זרימת החום של מבנה השכבות קרוב לאונך לכיוון הסיבים, והמוליכות התרמית של מוצר הסיבים קטנה; בעוד שכיוון זרימת החום של המבנה המוערם קרוב למקביל לכיוון הסיבים, והמוליכות התרמית של תוצר הסיבים גדולה. באותם תנאים של צפיפות חומר ונפח, המוליכות התרמית של תוצר סיבי המבנה המוערם גבוהה ב-20% עד 30% מזו של תוצר סיבי המבנה השכבתי.
