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1、2007年8月沈阳航空工业学院学报Aug.2007第24卷第4期JournalofShenyangInstituteofAeronauticalEngineeringVo.l24No.4文章编号:1007-1385(2007)04-0052-03超薄、耐高温的真空绝热片研制1,234彭大维刘荣厚赵刚(1.沈阳农业大学工程学院,辽宁沈阳110161;2.沈阳航空工业学院动力与能源学院,辽宁沈阳110136;3.上海交通大学农业生物学院生物质能工程研究中心,上海201101;4.沈阳航达机载设备公司,辽宁沈阳110034)摘要:研制了一种超薄真空绝热片,它以均匀布置的直径为几毫米
2、的陶瓷球等为支撑物,外表面采用薄金属板焊接封口。对它进行的有限元分析表明,若小球间距30mm,厚度为0.4mm的薄板变形不超过0.03mm。这种超薄真空绝热片可以用在相变蓄热器上,也可以用于军工产品的红外隐身。关键词:真空绝热;有限元分析;蓄热器;红外隐身中图分类号:TB79文献标识码:B泡沫保温材料,过去大多以会破坏臭氧层的抽空更快更容易。这种产品一般以轻型、0.025m氟利昂当发泡剂。从传热学角度看,这些硬质泡厚的板材供应给用户。这种板也可以加工成特殊沫保温材料也有很大的局限性。热量传递有三种的形状,如凹槽、折迭、斜面以及圆筒状等。另一形式,导热、对流和辐射,保温就是要减
3、少三者的种真空绝热片的芯材由珍珠岩等超细微粒所构总和。一般的硬质泡沫保温材料是由大量的蜂窝成,外部再由不锈钢薄片或塑料膜包裹着。无数状的微孔构成,这些微孔各自独立,互不相通,在个微粒间只有点接触,因而固体的热传导很小,至某种程度上阻碍了气体的对流换热,但泡孔内充于气体的传导和对流则因真空而几乎消失,剩下满了导热系数低的气体,硬质泡沫的导热系数比的热辐射也由于粉粒本身的不透明而大大地减[1]气体的导热系数大一倍。而真空绝热,则因真少。在一个大气压的环境下,这些超细微粒的导内部无空气分子,其导热系数比气体的导热系数热系数大约是0.02W/m#K左右;当气压降低到2小的多。10Pa
4、左右时,导热系数可以降低到0.007至0.006W/m#K左右。1两种真空绝热片的简介2超薄真空绝热片及其制造方法面临环保和节能的双重压力,制成板状的真空绝热材料-真空绝热片(VacuumInsulation还有一种超薄的真空绝热片,它还可以做得Panel简称VIP)应运而生,并正迅速地应用于各更薄,它以均匀布置的直径为几毫米的陶瓷球等个领域。一种VIP材料制造方法是:将开孔硬质为支撑物,外表面采用薄金属板。将两金属表面泡沫作为芯材,封装在铝箔或镀铝的聚酯/聚乙烯上下对好,中间夹着陶瓷球,再焊接四个边,在其薄膜内,再抽真空。与一般的泡沫绝热材料不同,中一个金属面上,预先打了抽
5、真空孔。然后将它作为芯材的开孔硬质泡沫的孔穴彼此相通,便于放入真空钎焊室里,封闭真空室,边加热边抽真抽真空,其泡沫开孔率愈高愈好,因为抽真空后,空,达到真空度后,在真空室中钎焊封住抽真空真空板芯材中少量的闭孔泡沫内的气体会缓慢逸孔。整套的超薄真空绝热片制造设备包括不锈钢出,破坏真空度。另外泡孔尺寸小,结构均匀,其板预处理设备、布球设备、滚焊机、真空钎焊室、检封装临界真空度则可相应降低。世界五大化工公漏设备等。由于其真空腔没有孔穴或微粒等阻碍司之一的陶氏化学公司,生产一种泡孔很小抽空的物质,更类似于真空闷烧锅、暖瓶,所以这(20Lm左右)的开孔聚苯乙烯泡沫塑料,其内部种超薄的真
6、空绝热片比开孔硬质泡沫、珍珠岩作绝对压力度在10Pa到102Pa之间,因此这种板,芯材的两种板抽空更容易,真空度值也可以达到-310Pa。在这样的真空度,气体的传热可以忽略,收稿日期:2007-06-17固体漏热则由于有限的球与金属的点接触被制作者简介:彭大维(1966-),男,辽宁营口人,副教授约,金属内壁抛光或镀铝减少了辐射,绝热效果更第4期彭大维等:超薄、耐高温的真空绝热片研制53好。以1Cr18Ni9Ti和陶瓷作为它的包敷材料,这由于板面的材料是不锈钢,其泊松比为0.32,弹性模11种板可在高温和深冷环境下使用,在这些领域开量为1.9@10。故在materials菜单
7、中,elasticmodu-孔硬质发泡材料是无法与之相比的。lus1.9e11,poissonratio0.32。从用有限元分析所得的变形云图可以看出,3超薄真空绝热片的有限元分析在小球之间的部位变形较大,板厚为0.4mm时-5在有限元软件MSC.Patran中,利用一个0.6@最大位移为2.39@10m。当板厚减至0.2mm2-40.6m的板面划分40@40的网格,每隔2个网格定时,变形达到7.64@10m,还是可以接受的,但义一个节点,固定这些节点和板面的边框,来模拟焊接有一定的难度。在600mm见
