保冷材料水蒸汽渗透率试验研究

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1、保冷材料水蒸汽渗透率试验研究④.l;2『一予cjL保冷材料水蒸汽渗透率试验研究大庆石油学院刘晓燕黄小平√l袁荣坤T侈l;-———～,——～摘要本文参照美国标准ASTME96—8O,研制了一套用干燥剂法测试保冷材料蕊保冷结构水蒸汽渗透率的试验装置,井对几种保冷材抖进行了水蒸汽渗透率试验研究,路出1具有实甩价值的试验结果.,关键词.-苎堕,.查茎塑堂望,测试脚)童',1前言随着一次能源(如石油,煤碳等)的日趋枯竭,节能问题越来越为人们所关注.在各种节能技术中,保冷技术的节能效果也日益受到重视.目前,保冷技

2、术巳深入到机械,石油,化工,高能物理,电力工业,精密仪表,宇航,超导技术等领域.在保冷技术中,寻找和制造质量优良的保冷材料和保冷结构是保证保冷工程实现的关键.保冷材料的水蒸汽渗透率,即值,'是保冷材料的主要性能指标之一,它对保冷材料的绝热性能有重大影响.水蒸汽一但透过保冷材料,就会在冷表面结冰,在外袅面结霜,结露,严重影响保冷效果,甚至导致保冷失效.因此对保冷材料的水蒸汽渗透率要求较严格,其值越小越好,最小值为零.由于国内对水蒸汽渗透率测试尚未建立统一标准和方法,本文根据国外有关资料,研制了一套用干燥

3、剂法测试水蒸汽渗透率的装置,并对几种保冷材料的水蒸汽渗透率进行了测试,得出了具有实用价值的结论.2测试原理及试验装置2.1测试原理根据文献(1],水蒸汽渗透率(胛丁值),透水汽性(Permeace,简写为Pet),透水汽度(Permeability,简写为Pry)分别用下面的三十公式计算:WVT=G/(￡?A)(1)Pce=wvT/[s(一)](2)P=Pce?(3)式中:——垂直透过保冷材料的水蒸汽质量,g;——透过△G所持续的时间,h;^——水蒸汽垂直透过保冷材料的有效面积,m;'——水蒸汽渗透率

4、,g/(h?m.)}一试验箱内平均温度下的饱和水蒸汽压,Pa}帆—一在干燥剂法中,表示控制箱内平均湿度}在水法中,表示试验盘内的相对湿度},一100%;仕一…在干燥剂法中表示试验盘内相对湿度,仕=O%;在水法中表示试验箱内的相对湿度,%;一32—P——透水汽性,g/(h?m?Pa);d——保冷材料试件厚度,m;P——透水汽度,g/(h-m-Pa);由式(1),(2),(3),要求得wV了1,Poe,Pry的值,就必须在一定的温度和湿度条件下,测出z3G,f,A及d值.水蒸汽渗透率常用的测试方法有干燥剂

5、法和水法,本文采用干燥剂法.所谓干燥剂法,就是用干燥剂吸收透过保冷材料的水蒸汽量.其测试原理,如图1所示.2.2试验装置2.2.1调温调湿箱(试验箱)图1干燥剂睦原理堡l千撮荆.2.保挣村辫.3.水蒸.水蒸汽渗透率必须在一定温度和湿度条件下进行测试.试验时将调温调湿箱调到所需温度和压力.然后将试验盘组合件及辅助盘组合件拿掉称量盖后放入箱体中.2.2.2试验盘组合件及辅助盘组合件为了保证水蒸汽垂直透过保冷材料的有效面积,用厚为2ram的有机玻避制成了盘及辅助盘.试验前按图2,图3将试验材料和盘组合起来,

6、组成试验盘组台件和辅助乱.试验盘组合件内放有干燥剂无水CaCL.,辅助盘组合件内不放干燥剂.用辅站盘组合件来&正试验盘组合件,则透过保冷材料的水蒸汽质量等于试验盘组合件的增重.减或加辅助盘组合件的增重.测试时要求干燥剂增重不得超过干燥剂最初重量的10.围2试验盘组合件示意图1.称量盏,2.保持材料试件,3.铝箔.4.橙看和蜂螬.5.铝箔.6.橙香瓤蜂螬.7沥青.B.试验盘9.干擤卉

7、.围3辅助盘组旨件示意图1.称量盖,2.保持材料试件,3.铝箔,4.橙看和蜂螬.5.铝箔.6.捂着和蚌蜡,7.沥

8、青.8.辅助盘.2.2.3精密电子天平用JZIK2型电子天平,精确测量组合件的质量,以便获得透过保冷材料水蒸汽量的准确数据.该电子天平的称量范围为0～l000g,精度为±0.01g.2.2.4干燥箱为了保证试验精度,干燥剂必须放入干燥箱内烘干.将干燥剂无水CaC

9、用8目和30目的筛子筛好,取8日和30目之间的干燥剂,在2001~条件下干燥,2小时后才能使用.一33—3试验结果及分析率文分别对国产保玲材料泡沫玻璃,聚氯酯,聚乙烯泡沫塑料的水蒸汽渗透率进行了试验研究.保冷材料试件的有效面积均为190X]9

10、0mm,厚度为l9ram.在温度为32℃,相对湿度为8O%的条件下进行试验.为了对比相对湿度对水蒸汽渗透率的影响,本文还对泡津玻璃在5O%相对湿度条件下进行了试验.试验结果如图4所示.图4中的直线段说明试验已经进入稳定状态.根据公式(1),(2),(3)对保冷材料的w值,Poe值和Pry值分别进行了计算,其计尊结果见表1.田4透过保持材料水蒸汽喷量G与时问f关系曲线1.聚氨酯-相对温度=80瞄;2.泡沫玻璃.檀对温度—80%I3.乙烯泡沫塑辩,相对湿度: