隔热耐火材料内部热传递问题及其发展

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1、3(4O)国外耐火材料1991年成的因而．更换市场供应的材料并不能改进然舂许多情况是开始出现裂纹君并没有无限设计结构，这是因为整体浇注料主要取决于界的扩展．因而需要进行彻底的破裂分析。作A10-SiO系所具有的少量的杂质诸如者们现在进行一项研究工作以取锝与材料关系TiO．以促进莫来石化。此工艺技术现在可的数据来改进分析技术以提供更精确的模型用于检验设计结构的改进．而以前有关的方法供设计之用。’是不明确的。(冯士昌译自《Cerara．1qull》，1990，这种简单的分析技术成为预测可能的损坏611035一t038{烈以智校)。机理的强有力的l

2、T具．疆设计的辅助育法。当隔热耐火材料内部热传递问题及其发展(民主镶宜)Sehulie．曩．，SchlegeI内軎摄羹韵只提有．了这解种高温隔热材l辑科曲‘持组别是结温构非度常升高重要时．)其内部热传递基本过程．才具备丁生产这种具有特殊性能的隔热材科中气孔体积组觋蕊_具有突出的意戈．从能荇l条件来看·差于隔热减着蹄面，巴羟选到了最佳的气孔率殛律密范匿。对于气孔体积结构-须以暾每孔串办目标力争中等气孔直径尽可能地少些．在这一基础上r顿隹有教导热率随温度的上升而且有少量上升．须注意固体晶桔材科结构特征。应用热解接末，。『。_婶率啦剞柏技术以下条件

3、葙下使能用毂辕限格温=赓个在理约想I蕾6的0微℃气孔内组的微织．气孔通制过品这一途径-在不同类型材料的基础上可以簪产出一系列总气孔。。’1导售的能量缶烧结所需能量总耗量的15舞一35茄。搜术工艺的基本要求之一——特别是高温．为了把热盂设备土的热能集中在工艺设备正艺—一箍能量的台理使用。物理学家奥新特里并防止其向井流教，^们需要一种特殊材料瓦尔特(Ostwala)曾指出：“要利用能量，而采用作设备的衬，这种特殊材辩即被称为高温不要浪费它。”高温工艺的能最清耗非常之隔热材料随着垒球性能量意识的提高。近几大，仅在民主德国．“O00个工业炉和干燥炉年

4、来商温隔热材料的作用与日俱增。在工业国每年所需能量几乎为950Pl(P~lO)，占使用家里，其生产规模在数量和体积L分踟古耐火能量的近肋。其它工业国家的耗能比饲与之建筑材料生产总置的约l和8以上。而且稆讯、这个比饲还会继续增长。，高温正艺所需的能量通常仅有一少部分是高温隔热材料须具以下两个基本条件：真正用于技术工艺1的。逸些工艺中的能量损失1)导热率^应尽可能小：^一0比理眙所需能量要超出数倍。例如生产1kg瓷这样，从高温医进^低温区的热流就很器在_飙原料到材料转化的自身过程中理论上只小。对于两个不同地点的温差‘度)，其热需能量5神,．2KJ

5、。但是，lkg瓷器的技术焰烧流密震々应趋于零{qA·(～度)一0(1)却要耗能15oooK2~35O00KJ。2)热穿量要尽可能小这样，在温度变从选l点来看，国际上商温工艺中单位耗化睦只有少l量舳热请存在隔热材料中。作为比；能量要下降到D以下的方向是宥其严肃的背热e与体密：ee乘积拘热容量亦应趋子零：景自．捆鸯失静一部分能置损失是通过炉壁而·一0帮跌乎_大气乏砗描确瓷燃桡炉中，炉壁摄失按照最新的解释，与时阀有关的蔫热．通国外耐火材料3(41)·过透热系数b更能说明问韪．它们成线性关^lg=上口G·，．(3)3系透热系数：6=√·G·(2)式中

6、口——密度；Cr——恒定体积下的比在各种温度下昀实际值^和B是用作计算瞬。热；一粒子的平均速度；卜一粒子的平第一个要求对于连续运转的设备尤为重均自由行程，要j而第二个要求则对r日】歇性运转的设备更有除了Ht外大多数工业气体的导燕率大蓐要性。体相同，而且比固体材料的导热率小得多，如2．高温隔热材料内部热传递原理图2所示，它们的导热率随着温度而上升。高温隔热材料一般是以无机非盒属为基质的、多相、不均匀、多晶体和多气孔的耐火陶／瓷。气孔的体积比例大于45，大多数情况下量／在D彤一90簿之间。这种材料在多数情况下是／由具有连续分布的气孔相的团体晶格组

7、成。对／薯于某些耐热材料种类，特别象以耐火纤维为基础的材科也会肯连续的气孔相其中分布有不是被此相连的固体相。图1是具有同歇性气孔-I崖】相的高温隔热材料组织与具有连续性气孔相组田2各种气体的尊热率织的比较。本文只限于研究间歇性气孔相类型的隔热材料。●t气孔直径圈3气体导热率与封闭气手L直径的关幕在许多高温隔热材料中．气孔里的气体被。l蕾1膏盈隔热材科的蛆觑结{勾(放大约I500倍)封闭在非常小的空问里。值得一提的是．当气童—何戤l性气孔相E轻质砖)，B一连裴性气孔孔尺寸小于气体分子的自由行程时(室温时约胡圩簪村料)5口nm，1200℃时约40

8、0am)气体的导热热量将通过传导、幅射和对流的方式在材率呈跳跃式下降，因为在这种情况下气体分子料里传递。由于高温隔热材辩至少由两种相的碰撞受到阻碍。逸一重要效应在图