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《四川大学》 2001年
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耐火纤维材料的高温热物性研究

程远贵  
【摘要】:高铝耐火纤维是一种新型的高温隔热材料。因具有重量轻、耐高温、抗热震等特点而得到越来越广泛应用。为了合理地使用该种材料实现节能,研究其热物性是十分必要的。 耐火纤维材料是一种具有复杂微空间结构的多孔介质材料。显然,其热物理性能不仅与材料的物性和温度有关,而且还与其微空间结构有关。在高温条件下,耐火纤维材料内的传热除了纤维和空隙中气体的热传导外,热辐射也是不可忽略的。所查文献表明国内外研究者对此新型隔热材料的热物性虽进行了较多研究,但对其在高温条件下的研究报道甚少,本文从理论分析和实验测定两方面对此材料在高温下进行了研究。 本文根据耐火纤维材料微空间结构特点,利用分形理论,以分形维数和纤维体积分率表征微空间结构的主要参数对耐火纤维材料的微空间结构进行了描述。并用等效热阻法建立了高温条件下耐火纤维材料的传热模型,导出了其有效导热系数的计算式: 三 : 且‘且V’ 上—上— 又,二久:[1一V;]+—厂÷—下+r…,V’“,”’户丁’ 且‘V‘+人(1一V’)该式含有气、固导热系数λ_g和λ_s、纤维体积分率v、分形维数d_P、绝对温度T 5个参数。L是标尺因子,F是热辐射综合常数。此式计算结果表明:在纤维体积分率一定时,其有效导热系数随温度的升高而升高,且它是绝对温度的三次方关系;在高温条件下,其有效导热系数随纤维体积分率的升高而 四川大学硕土学位论文 有减少趋势;在低温条件下,其有效导热系数随纤维体积分率的增大而增大, 与所查文献描述规律一致。 根据国标(GBI 0294人用一维稳态平板法设计自制了一台耐火纤维材 料导热系数的测量装置。实验测试结果表明:在容重一定时,其有效导热系 数随温度的升高而增大;在一定的高温条件下,其有效导热系数随容重的增 大而减小;在同一容重,纤维堆积方向与热流方向垂直时其有效导热系数较 小:在同一容重、高温时,湿含量对其有效导热系数基本无影响。 通过对耐火纤维材料导热系数的计算结果和实验测定值的比较,两者基 本一致,其相对误差小于 18%。这表明了基于分形理论描述的耐火纤维材料 有效导热系数的计算式具有较高的表达精度。为预测耐火纤维材料的热物性 探索了一条新方法。
【学位授予单位】:四川大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:TQ175.1

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【引证文献】
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【共引文献】
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【二级引证文献】
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7 朱永雷;加热炉保温材料热物性及特征缺陷的实验研究[D];浙江大学;2002年
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