导热系数测试 - DSC比热容测试 - 热膨胀系数测试

影响隔热材料导热系数的四大主要因素

Author:导热系数测试 - DSC比热容测试 - 热膨胀系数测试 From:www.receshi.com


    一、材料类型
    隔热材料(绝热材料)类型不同,导热系数不同。隔热材料的物质构成不同,其物理热性能也就不同;隔热机理存有区别,其导热性能或导热系数也就各有差异。即使对于同一物质构成的隔热材料,内部结构不同,或生产的控制工艺不同,导热系数的差别有时也很大。对于孔隙率较低的固体隔热材料,结晶结构的导热系数最大,微晶体结构的次之,玻璃体结构的最小。但对于孔隙率高的隔热材料,由于气体(空气导热系数仅有0.02w/mk)对导热系数的影响起主要作用,固体部分无论是晶态结构还是玻璃态结构,对导热系数的影响都不大。
    二、工作温度
    温度对各类绝热材料导热系数均有直接影响,温度提高,材料导热系数上升。因为温度升高时,材料固体分子的热运动增强,同时材料孔隙中空气的导热和孔壁间的辐射作用也有所增加。但这种影响,在温度为0-50℃范围内并不显着,只有对处于高温或负温下的材料,才要考虑温度的影响。

 

     三、比热容
    热导率=热扩散系数×比热×密度。在热扩散系数和密度条件相同的情况下,比热越大,导热系数越高。
    隔热材料的比热对于计算绝热结构在冷却与加热时所需要冷量(或热量)有关。在低温下,所有固体的比热变化都很大。在常温常压下,空气的质量不超过隔热材料的5%,但随着温度的下降,气体所占的比重越来越大。因此,在计算常压下工作的隔热材料时,应当考虑这一因素。

    四、热流方向
    导热系数与热流方向的关系,仅仅存在于各向异性的材料中,即在各个方向上构造不同的材料中。
    纤维质材料从排列状态看,分为方向与热流向垂直和纤维方向与热流向平行两种情况。传热方向和纤维方向垂直时的绝热性能比传热方向和纤维方向平行时要好一些。一般情况下纤维保温材料的纤维排列是后者或接近后者,同样密度条件下,其导热系数要比其它形态的多孔质保温材料的导热系数小得多。
    对于各向异性的材料(如木材等),当热流平行于纤维方向时,受到阻力较小;而垂直于纤维方向时,受到的阻力较大。以松木为例,当热流垂直于木纹时,导热系数为0.17w/(m·K),平行于木纹时,导热系数为0.35W/(m·K)。
    气孔质材料分为气泡类固体材料和粒子相互轻微接触类固体材料两种。具有大量或无数多开口气孔的隔热材料,由于气孔连通方向更接近于与传热方向平行,因而比具有大量封闭气孔材料的绝热性能要差一些。
    对于常用隔热材料而言,上述各项因素中以表观密度和湿度的影响最大。因而在测定材料的导热系数时,必须同时测定材料的表观密度。至于湿度,对于多数隔热材料可取空气相对湿度为80%-85%时材料的平衡湿度作为参考状态,应尽可能在这种湿度条件下测定材料的导热系数。

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