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影響保溫板保溫性能的因素有哪些
熱傳導系數主要為保溫材料良優之性能指標。當熱傳導系數增減所代表之意義,為保溫板熱通量之大小,材料若需有良好的保溫特性時,則熱傳導系數越低越好。一般物質熱傳導系數,當中以氣體熱傳導系數為最低。其中,影響材料導熱系數的因素很多,主要可分為:保溫板形狀、含水率、視密度與孔隙特征及熱流方向等四大部分。一、形狀
不同材質擠塑板保溫板具有不同的熱傳導系數,當中以純金屬的導熱系數最大,合金次之,而氣體為最小。保溫板大致可分為纖維質材與多孔質材。如陶瓷纖維質保溫棉、巖棉制成之棉毯、多孔質耐火磚、硅酸鈣板等板材。其中,多孔質保溫板由于孔隙率高,孔隙中氣體對熱傳系數的影響相當大。在固體結構部分,無論是結晶態或玻璃態對熱傳導系數影響不大,僅對熱流方向與熱傳遞方式有關。因此,在多孔性保溫棉之孔隙率,是主要影響熱傳導之重要參數。
水的導熱系數約為0.58W/M·K,是空氣(0.029W/M·K)的20倍左右,由于保溫棉內部含有大量空氣,當材料吸濕后,空隙由水氣所填滿,則孔隙中蒸汽的擴散與水分子的熱傳導將起主要傳熱作用。此外,當空隙中之水蒸氣比熱空氣較大,高溫側蒸發向低溫側擴散凝結,放出潛熱,凝結成冰,而冰的導熱系數更大(2.33W/M·K),其結果將導致材料的熱傳導系數增大,使得材料保溫性降低。
三、密度與孔隙特征
由于固體物質的熱傳導能力要比空氣大,因此視密度小的材料,其孔隙率大,則熱傳導系數小。在孔隙率相同的條件下,孔隙尺寸愈大,熱傳導系數愈大;開孔型孔隙較封閉型孔隙高。對于視密度很小的材導熱性料,特別是纖維狀材料,當其視密度低于某一極限值時,熱導系數反而會增加,主要由于孔隙增大且開孔型孔隙增多,造成對流作用增強之結果。
四、熱流方向
針對異方向性的保溫棉,如纖維質的材料,當熱流平行于纖維方向時,則熱流受到阻力小,而熱流垂直于纖維方向時,受到的阻力就增加。
一般情況下,導熱系數小于0.23W/(M·K)的材料稱為絕熱材料,導熱系數小于0.14W/(M·K)的材料稱為保溫材料;通常導熱系數不大于0.05 W/(M·K)的材料稱為高效保溫材料。