耐火陶瓷纖維的體積密度是指耐火保溫棉的重量與材料總體之比,體積密度的大小是決定爐襯選用是否合理的指標(biāo),它是影響著導(dǎo)熱系數(shù)的重要因素:
A、陶纖制品
導(dǎo)熱系數(shù)隨體積密度的增大而降低,但降低的幅度逐漸減小,以致當(dāng)密度超過定范圍后,導(dǎo)熱系數(shù)不再降低,反而有增大的趨勢(shì)。
B、不同溫度下有小的導(dǎo)熱系數(shù)和與之對(duì)應(yīng)的小體積密度,小導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)應(yīng)的體積密度又隨溫度升高而增加。
正確認(rèn)識(shí)和運(yùn)用上述規(guī)律對(duì)陶瓷纖維應(yīng)用有重要意義,
陶瓷纖維的熱性能主要是利用制品氣孔中密閉空氣的熱作用,當(dāng)固態(tài)纖維比重定時(shí),氣孔率越大,則體積密度愈小。
在渣球含量定時(shí),體積密度對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)的影響實(shí)質(zhì)是指氣孔率、氣孔大小及氣孔性質(zhì)對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)影響。
體積密度<96Kg/m3時(shí),由于混合結(jié)構(gòu)里氣體的振蕩對(duì)流、幅射傳熱增強(qiáng),導(dǎo)熱系數(shù)隨體積密度減小,呈指數(shù)函數(shù)關(guān)系的增加趨勢(shì)。
體積密度>96Kg/m3時(shí),隨體積密度增大,分布于纖維內(nèi)氣孔呈封閉,微孔狀比例增加,氣孔中空氣氣流受到制約,纖維內(nèi)熱轉(zhuǎn)移量減少(熱阻增大),同時(shí)又導(dǎo)致通過孔壁間的輻射傳熱量也相應(yīng)減少,從而使導(dǎo)熱系數(shù)降低。
當(dāng)體積密度增大到定范圍240~320Kg/m3固態(tài)纖維接觸點(diǎn)增加,使纖維本身形成個(gè)橋,通過橋使傳熱量增大,其次,固態(tài)纖維接觸點(diǎn)增加,又使氣孔對(duì)傳熱的阻尼作用減弱,從而導(dǎo)致導(dǎo)熱系數(shù)不再降低,并有增大趨勢(shì)。因此,多孔纖維材料
存在個(gè)導(dǎo)熱系數(shù)小的體積密度,外層鋪式陶瓷纖維壁襯,熱面陶瓷纖維體積密度規(guī)定為130~160Kg/m3,平鋪疊砌復(fù)合爐襯熱面陶瓷纖維體積密度規(guī)定為200~220Kg/m3。
爐壁熱面以后各層次纖維制品體積密度逐次減小,因?yàn)楦邷貢r(shí),
陶瓷纖維導(dǎo)熱系數(shù)隨體積密度增大而降低的程度比低溫時(shí)更加顯著。采用厚度方向各層次按密度大小搭配的纖維爐襯結(jié)構(gòu)可保持爐襯厚度方向熱阻均勻,在相同熱阻條件下,可節(jié)省纖維用量,降低筑爐費(fèi)用。