学院：河南城建学院
系别：土木与材料工程系
专业：无机非金属材料工程
班级：0134082
学号：013408227
姓名：王相振
交换机面板保温隔热材料的保温隔热机理研究
王相振
（河南城建学院土木与材料工程系，无机非金属材料工程专业）
【摘要】建筑保温及各类热工设备的保温隔热是节约能源，提高建筑物居住和使用功能，一个重要方面，本文主要讨论了保温隔热材料的保温隔热机理。
【关键词】保温；隔热；材料；机理
Heat preservation thermal insulation material heat preservation heat insulation mechanism research
Wang xiang zhen
[Abstract] The construction heat preservation and each kind of hot working equipment’s heat preservation heat insulation was saves the energy, to enhance the building housing and a use function important aspect, this article discussed the heat preservation thermal insulation material heat preservation heat insulation heat insulation mechanism.
[ key words] Heat preservation; Heat insulation ; Material ;Mechanism
保温隔热材料通常是多孔材料，结构上的基本特点是具有高的空隙率。材料中的气孔尺寸
一般在3~5mm范围内，气孔可分为封闭气孔和连通气孔两种类型。一般具有大量封闭气孔的材料的保温隔热材料性能比有大量连通气孔的要好些。保保温隔热材料的结构基本上可分为：纤维状结构、多孔结构、粒状结构或层状结构。具有多孔结构的材料中的孔一般为近似球形的封闭孔，而纤维结构、粒状结构和层状结构的材料内部的孔通常是相互连通的。本文讨论几种典型的保温隔热机理。
修鞋技术保温隔热材料的保温隔热机理
1.1多孔型保温隔热材料的保温隔热机理
多孔型保温隔热材料的隔热作用的机理可有图1来说明。
当热量Q从高温面向低温面传递时，再碰到气孔之前传递过程为固相中的导热，再碰到气孔后，一条路线仍然是通过固相传递，但其传热方向发生了变化，总的传热路线大大增加，从而使传热速度减缓；另一条路线是通过气孔内部的气体传热，其中包括高温固体表面对气体的辐射和对流传热，气体自身的对流传热、气体的导热、热气体对冷固体表面的辐射及对流传热以及热固体表面和冷固体表面的辐射传热。由于在常温下对流核辐射的传自制锅盖天线
热在总传热中占得比例很小，故以气孔中的气体的导热为主，但由于空气的导热系数仅为0.029W∕(m. k)，远远小于固体的导热系数，故热量通过气孔传递的阻力较大，从而传热速度大大减缓。这就是含有大量气孔材料能起到保温隔热作用的原因。
图1
1.2纤维型保温隔热材料的保温隔热机理
纤维型保温隔热材料的保温隔热机理基本上与多孔型材料的情况类似（如图2）。显然传热方向和纤维方向垂直时的隔热性能比传热方向平行时要好一些。
图表面热电阻2
1.3反射型保温隔热材料的保温隔热机理
反射型保温隔热材料的保温隔热机理可由图3来说明。
当外来的热辐射能量I0投射到物体上时，通常会将其中一部分能量IB反射掉，另一部分能量IA被吸收掉（一般建筑材料都不能热射线穿透，故透射部分忽略不计）。根据能量守恒定律，则：
IA+IB=I0 (1)
或
IA／I0+IA／IB=I (2)
式中，比值IA／I0值说明材料对热辐射的吸收性能，用吸收率“A”表示；比值IB/I0说明材料的热反射性能，用反射率“Ｂ”表示，即：
Ａ＋Ｂ＝１ (3)
由此看出，凡善于反射的材料，吸收热辐射的能力就小；反之，如果吸收能力强，则其反射率就小。故利用某些材料对热辐射的反射作用，如铝箔的反射率为0.95，在需要保温
隔热的部位贴上这种材料，可以将绝大部分外来热辐射反射掉，起到隔热作用。
I0 IB
IA
图3
2 影响保温隔热材料热工性能的主要因素
2.1 影响材料导热系数的主要因素
(1)材料的化学结构、组成和聚集状态
太阳能电池板制作材料的分子结构不同，其导热系数有很大的差别，通常结晶构造的材料其导热系数最大，微晶体构造的次之，玻璃体构造的导热系数最小。材料中有机物组分增加，其导热系数降低。对于多孔保温隔热材料来说，无论固体部分的结构是晶体的还是玻璃体的，对导热系数影响都不大。因为这些材料的孔隙率很高，颗粒或纤维之间充满空气，此时，气体的导热其主要作用，固体部分的影响也就减少了。
因此，为了获得导热系数较低的材料，可通过改变其分子结构的办法：如将熔融的高炉矿渣通过不同的冷却速度，可形成分子结构个不相同的材料，其中通过聚冷所得到的高炉膨胀渣珠具有玻璃体构造的分子结构，其导热系数为0.2W／（m·k），是一种较好的保温隔热材料。但对于多空的保温隔热材料来讲。无论固体部分的分子结构是玻璃体或是结晶体，对导热系数的影响都不大，这是因为多孔材料的孔隙中充满着导热系数远比固体小的空气。
转底炉
（2）材料的表观密度
由于材料中固体物质的导热能力比空气大得多，故孔隙率较高、表观密度较小的材料，其导热系数也越小。材料的导热系数不仅与材料的空隙率有关，而且还与孔隙率的大小和特征有关。在孔隙率相同的条件下，孔隙尺寸越大，导热系数越大，因为太大的孔隙不仅孔壁温差较大，而且辐射传热量加大的同时大孔隙内的对流传热也增多，孔隙互相连通比封闭而不连通的导热系数大。此外，对于表观密度很小的材料。特别是纤维状的材料，当表观密度低于某一极限时，导热系数反而增大，这是由于孔隙率过大，相互连通的孔隙率增多，对流传热增加，从而导致导热系数增大。
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