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建筑稳态热传递在陶瓷应用中的影响因素的分析
点击次数:488 发布时间:2020-04-17
  建筑稳态热传递装置测试方法为防护热箱法,它是基于一维稳态传热原理,模拟四季围护结构构件的传热,将构件置于两个不同温度场的箱体之间,热箱模拟室内或夏季室外空气温度、风速、辐射条件;冷箱模拟室外或夏季室内空调房间空气温度、风速。经过若干小时的运行,整个装置均达到稳定状态,形成稳定温度场、速度场后测量试件两侧的表面温度、空气温度、热冷侧导流屏的表面温度、计量箱壁内外表面温差以及输入热箱的电加热器功率等主参数后,就可以计算出试件的传热系数、试件不平衡热损、比热阻、热导率、热冷侧表面比热阻、总比热阻。
 
  影响因素及改进分析
 
  建筑稳态热传递在陶瓷中,有三种热量传递方式,即对流、辐射和热传导。陶瓷导热性能的高低与它的组成、内部结构、密度、湿度、热处理温度、压力等因素有关。
 
  1、组成
 
  传统陶瓷的导热性能不佳,而导热率低的原因与原料离不开关系,传统陶瓷的原料主要是粘土、石英、长石3大类导热率不佳的天然原料。因此为了提高陶瓷导热系数,须往里掺杂组分,这种方法按掺杂组分性质的不同可以分为两种:①向陶瓷中添加非金属材料;②添加金属材料。
 
  2、气孔
 
  素坯在烧成过程中,坯体中因含有有机物或者无机盐、粉料中颗粒状的杂质(如铁质、未磨细的残渣颗粒等)以及过多玻璃相的出现,会产生较大的气孔或气泡。气孔的出现必然会改变热量在陶瓷材料内部的转移方式,对热传递产生重大影响。
 
  在致密度较高且处于温度不太高的环境的陶瓷中,热传导为主要的热传递方式。而在多孔陶瓷中,对流、辐射、热传导等热量传递方式都存在。因此,在对陶瓷的导热系数进行分析时,应综合考虑气孔的孔径大小、分布情况和连通方式。
 
  3、内部缺陷和显微结构
 
  内部缺陷和显微结构对陶瓷导热系数的影响主要是由材料的声子导热机理决定的。各类缺陷都是引起声子散射的中心,因此它们都会减小声子平均自由程和导热系数。内部缺陷也是声子散射的中心,这种中心越多,声子散射所造成的能量损失也越多。因此,在寻求有效方法增加材料导热系数的同时,须采取诸如添加烧结助剂、增加烧结时间等措施以减少材料内部缺陷的出现。
 
  4、热处理过程
 
  在陶瓷制造工艺过程中,热处理是重要的工序之一。该过程将影响坯体的一系列物理化学变化,并影响成品的显微结构和矿物组成。而在热处理过程中,陶瓷的不同组成成分也会发生不同的变化。
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