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海南保温材料
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海南保温材料——根据密度和导热系数关系评价材料的隔热性能

2019-05-22 11:40:47

海南保温材料——针对低密度隔热材料在实际工程中的应用,介绍了两个新型表征参数,分别在固定厚度和固定热阻情况下,对低密度隔热材料进行评价、选材和优化。同时,还推荐采用瞬态法测量隔热材料的热扩散系数,可以在准确表征隔热性能的同时,还能简化测试设备及其造价。

在低密度隔热材料的实际工程应用中,往往存在着以下两方面的问题:

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普遍认为隔热材料的密度越低,隔热性能越好,从而在保温板等行业内将密度视为影响保温板隔热性能的唯*因素和产品指标,但实际情况并非如此。

在隔热系统设计中,往往需要根据事先明确的隔热层热阻指标,来选择合理的隔热材料并进行优化。但根据热物理性能参数(如导热系数和密度)如何对隔热材料进行正确的优化选择,并没有一个简便和有效的方法。

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本文将针对以上问题,介绍了两个新型表征参数,以便更直观、更具有物理意义和更简便地对隔热材料进行评价,来满足实际工程应用中隔热材料的选择和优化需要。

隔热材料的导热系数与材料密度有很强的相关性,大多数隔热材料都为多孔材料,随着隔热材料孔隙率的提高或密度的降低,其导热系数变小,但导热系数并不是随着密度的减小而无限降低,如图2-1所示,当密度小于某个临界值后,由于孔隙率太高,空隙中的气体开始产生对流,辐射传热也相应加强,这时隔热材料的导热系数反而增大[1]。因此对于多孔材料隔热性能的评价,不仅只采用导热系数这个参数,还要同时考虑密度的影响。

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在隔热材料的各个热物理性能参数之间,有以下关系存在:

由上式可以看出,密度因子的大小决定了材料的隔热能力,密度因子越小代表隔热能力越强。其物理意义在于:在材料厚度固定情况下,密度与热阻乘积表征了材料的隔热能力,乘积越大,隔热能力越强。

密度因子应用的典型案例是评价不同类型膨胀聚苯乙烯(EPS)板[2],四种牌号的EPS板热物理性能如图2-2所示。从图中可以看出,四种牌号EPS板的导热系数随着密度的增大而单调降低,密度越大反而导热系数越大。

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