真空玻璃产业化现状及发展前景.pdf

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1、32008年第6期中国玻璃真空玻璃产业化现状及发展前景唐健正北京新立基真空玻璃技术有限公司北京100086摘要：本文简要地介绍了真空玻璃的原理、性能和产业化的关键技术，概括说明了我国真空玻璃产业化的现状、技术瓶颈和发展前景。关键词：真空玻璃复合真空玻璃传热系数(K值)C童掉铸是支撑物点阵产生的热导；·1真空玻璃的构造及保温机理⋯c气是残余气体热导；真空玻璃是基于保温瓶原理研发而成的新型节C辐射的数值可由下式估算；。C疆射=8有效(TI4一T2)／(T-一T2)⋯⋯⋯⋯(1)能玻璃，其基本结构如图l所示。式中：钎焊料T。，T：是两

2、表面的绝对温度，单位为K；＼1，

3、_”2mms有效是表面有效辐射率；、EI叮是斯忒芬一波尔兹曼(Stefan—Boltzmann)常数，其数值为5．67x10wmK～。在两平行表面温差不大(如数十度)的条件下，图1真空玻璃的基本结构两片玻璃之间用微小的支撑物方阵隔开，周边可用下面公式(2卜算，误差在百分之一以内。用低熔点玻璃料熔封，通过玻璃抽气管进行“排气”C辐射=48有效T⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯’’2j后封口，形成气压低于0．1Pa的真空层，真空层只有T是两表面的平均绝对温度。(1)和(2)式中e有效为有效辐射率，由下式(3f0

4、．1—0．2mm厚。热侧空多传热算：●t8有效：(8一‘+82一一1)～⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(3)，，’《(===／／17、■■■墨¨{；．I式中：S／／I＼~,S／／l~％,(8是表面1的半球辐射率。s：是表面2的半球辐射率。图2真空玻璃传热分布示意图计算例：真空玻璃的一片玻璃是4mmLow—E玻图2是真空玻璃传热示意图，如图所示，通过真璃，辐射率为0．1O，另一片是4mm普通白玻，辐射率为0．84，则可算出8有效=(10+1．19—1)空玻璃中心部位的热导c真空可由下式表示：C真空=C疆射4-C支霉-+C气0．098。c疆I

5、是

6、两内表面闻由温差产生的辐射热导；按我国测试标准，室内侧温度：TI=18+273：42008年第6期中国玻璃，j291K，室外侧温度：T2=一20+273=253K，平均温23W—ndK，依此可算出以上计算例的传热系数K=度：T=272K。0．86W'm一K一1o公式(2)可简化为C疆，

7、=4．5648有效由此计算例可见由于真空玻璃c删l和c支撵镥很据此可算出C-射=0．447WmKI1小，所以R真空就大，从而使K值降低。普通玻璃表面辐射率约为0．84，保温瓶中的铝把真空玻璃当作一片玻璃再与其它材料组合成膜辐射率可低至0．03，目

8、前可用于真空玻璃的“真空+中空”、“夹层+真空”等具有更高性能的复Low—E膜的辐射率约为0．040．10。合型式，称为复合真空玻璃。C支棒铂取决于支撑物的直径和间距，要根据玻璃的厚度及材质来选取。2真空玻璃技术先进性圆柱支撑物热导可由公式(4草：2k麓a经过多年的研发，真空玻璃及复合真空玻璃已C盘搏-2kth从实验室阶段进入规模化生产阶段。理论计算和检b2(1+——)支掉韵1r8测结果都表明，真空玻璃具有其它玻璃无法竞争的式中：突出的保温性能。蕞为玻璃导热系数，约为0．76WmK；图3所示为一至三片玻璃的“K—s”图。h为支撑

9、物高度，单位为In；l}il1．为支撑物半径，单位为m；室外}jj{室内b为支撑物方阵间距，单位为m；1Si6J支掉静为支撑物材料的导热系数，单位为{fIfn㈠=二=㈠=====㈠Wm一K—o目前国内外均选用不锈钢材料制作支撑物，使得支撑憎比蕞大20倍以上，支撑物高度h又比半径ft,小，故公式(4)可简化为：2k玻aC支掉白=——⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(5)b2计算例：当支撑物选用a=0．25mm．h=0．15mm方阵间距b=25mm则C变棒糖=0．608WmK～。昌≥北京新立基公司的专利采用环形(又称c形)V支撑物，热导还可比上述

10、计算值小10～20％。此例中C支棒糖可按0．50WinK计，对合格产品，C气应可忽略不计，则C真生=C鲁射+C烹撂蕾。热阻R真空=1／(C_射+C立霉糖)将以上计算例中的C删和C吏曩膏代入，可算出R真空=1／(0．447+0．5)W一m2K~,1W一‘m?K。真空玻璃传热系数K=1／(R内+R真空+R井)3B式中R内为内表面换热阻，R井为外表面换热阻，按国家标准规定，R^=1／8．7Wm，R井=1／2008年第6期5中国玻璃可见，真空玻璃的K值目前已进入

11、出达到同样K值的其它几种保温材料的暑厚度，结果列于表1。≥＼表1K值为0．9Win。K的各种保温材料的厚度j罾材料名称导热系数厚度(D(鲫)WinK)单Low—E真空玻璃80．0079★(K=0．9)(4+0．1十4)双Low—E双中空玻璃36(￡=0．I，充氩