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          珍珠巖保溫磚的熱物性

          添加時間:2018年2月26日  瀏覽次數:

                 珍珠巖保溫磚作為各種工業窯爐的內襯保溫材料應用十分廣泛。由于此類保溫磚物美價廉,其應用范圍正在逐步擴大。此類保溫材料的保溫性能在相同溫度下(400℃以下),隨密度增大而增大,對于溫度大于400℃的情況,數據上基本是密度大的材料比密度小的導熱系數大,保溫性差。

                 實驗

                 實驗材料

                 以標準磚(230*115*65mm)為試驗試塊,采用磷酸鋁Al2(PO43作結合劑,制作密度為150kg/m3及400kg/m3珍珠巖保溫磚各五塊。

                 儀器

                (1)功率5kw的上敞口馬福爐2個,上口尺寸117*233mm,

                (2)可控硅控溫器;

                (3)數字測溫計。

                 實驗步驟

                 將備好的保溫磚放入爐內,如圖1所示

                 將圖1縫隙用散裝珍珠巖密封,厚度為5cm。將電爐功率控制在定值上(5kw),每隔一定時間記錄爐溫變化,并用測溫計測出兩個封口的保溫磚上表面的溫度值,然后作出升、降溫一時間函數關系圖,以及保溫磚表面溫度一時間圖,比較兩種保溫磚保溫性能。

                 實驗結果

                 1.對每一塊保溫磚,實驗周期我6小時(保溫2小時左右),試驗結果如圖2、圖3所示。

                 從圖2可以看出,密度大保溫磚比密度小的保溫磚早約7~8分鐘升到900℃,停電后降溫也慢。反復實驗結果相同,另一方面,從圖2可以看出珍珠巖保溫磚表面溫度也反映出密度大的平衡溫度低,保溫效果好。

                 實驗裝置雖然簡單,但原理正確。大家知道常用輕質保溫材料導熱系數之所以小,其主要原因是含有大量氣孔(一般氣孔率在80%以上,多的可達300%)。在對流很弱時,孔內空氣導熱的能力差,從而使保溫材料具有保溫性。由此得出:“密度越小,保溫性能越好”的結論。但是我們在引用這個結論時不應忽視它的前提,即:“氣孔內氣體對流很弱”。

                 根據常識,氣體的對流與溫差有關。對一般保溫材料而言,爐溫上升,兩面溫差變大,占氣孔數一半左右的開口氣孔間對流傳熱將加劇。隨溫度升高,對流傳導將成為主要傳熱方式,逐漸使氣孔導熱性比材料本身更好,使氣孔失去了保溫作用;另一方面,在400℃以上時,材料本身的熱輻射亦不可忽略,甚至超過熱傳導。此時,保溫材料導熱機理與常溫下差別很大,產生有異于常溫的現場也是正常的。

                 結論

                 正常范圍內(P=0~0.59g/cm,0~600℃),密度大的珍珠巖保溫磚比密度小的保溫性能好。

                 常用輕質保溫材料存在 一個極限溫度,超過此點,密度大的材料導熱系數較小。

                 中高溫(T>500℃),高溫導熱儀測到的導熱系數與實際保溫性有相當差別。

          關鍵詞:珍珠巖保溫磚   耐火磚   
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