什么是热绝缘-热绝缘-定义

保温是在热触点或辐射影响范围内的物体之间减少热传递的过程。w88优德备用网址 微博伴热保温

伴热保温

绝热-膨胀聚苯乙烯保温是还原的过程吗w88优德备用网址 微博在热触点或辐射影响范围内的物体之间。保温绝缘组合低导热率材料以实现甚至更低的系统导热系数。通过专门的工程方法或工艺以及合适的物体形状和材料,可以实现隔热。

参见:导热系数

从微观的角度看热能在固体中可能通常是由于两种影响:

  • 自由电子迁移
  • 晶格振动波(声子)

当电子和声子携带热能导致在固体中导通传热时,导热率可以表示为:w88优德备用网址 微博

k = ke+ kph值

金属一般来说高导电性高导热系数。这些特性来源于他们的事实外层电子(自由电子)是离域的。它们对热导率的贡献非常大,被称为电子热导率,Ke。结果,金属是非常好的导热器而不是热绝缘体。

非金属固体,k主要由kph值,随着原子与晶格之间的相互作用的频率降低而增加。事实上,晶格热传导是非金属中的主导热传导机制,如果不是唯一一个。在固体中,原子振动围绕其平衡位置(晶格)。原子的振动彼此不依然,但与相邻原子相当牢固地连接。格子安排的规律性对kph值,与晶体(有序)材料类似石英具有比玻璃的无定形材料更高的导热率。

它必须添加,保温主要是基于气体的导热系数很低。与液体和固体相比,气体具有较差的热传导性能,因此,如果它们能被困在(例如在容器中),则是很好的绝缘材料泡沫状结构)。空气和其他气体通常是很好的绝缘体。但主要的好处是没有对流。因此,许多绝缘材料(如聚苯乙烯)的功能简单地由大量的充气袋哪一个防止大规模对流。气体口袋和固体材料的交替导致热量必须通过许多界面转移,导致传热系数的快速降低。w88优德备用网址 微博

必须注意的是,较热物体的热量损失有三种机制(单独或结合):

到目前为止,我们尚未讨论过热辐射作为一种模式热损失辐射热转印w88优德备用网址 微博是由电磁辐射因此它不需要任何介质来进行传热。w88优德备用网址 微博事实上,辐射传递的能量是最快的(以光速),而且在真空中不会衰减。任何温度高于此温度的物质绝对零度发出一些辐射能。大多数能源这种类型的是在红外区域电磁波谱的一部分,尽管它在可见区域。为了减少这种类型的传热,应该使用低发射率的材料。w88优德备用网址 微博的发射率,材料的表面是其在发射能量的有效性热辐射并在0.0到1.0之间变化。一般来说,抛光金属的发射率很低,因此被广泛用于将辐射能反射回其源急救毯

热绝缘体

热绝缘体-参数正如写的那样,保温是基于使用的物质吗导热系数极低。这些材料被称为热绝缘体。常见的保温绝缘体是羊毛,玻璃纤维,岩棉,聚苯乙烯,聚氨酯和鹅羽。这些材料是非常差的热导体,因此是良好的隔热器。

必须添加,热绝缘主要基于气体的极低导热率。与液体和固体相比,气体具有较差的热传导性能,因此,如果它们能被困在(例如在容器中),则是很好的绝缘材料泡沫状结构)。空气和其他气体通常是很好的绝缘体。但主要的好处是没有对流。因此,许多绝缘材料(如聚苯乙烯)的功能简单地由大量的充气袋哪一个防止大规模对流。在所有类型的保温隔热中,空隙空间中空气的疏散将进一步降低绝缘子的整体导热系数。

气体口袋和固体材料的交替导致热量必须通过许多接口引起传热系数迅速下降。w88优德备用网址 微博

的情况下热辐射绝缘,可以使用反射绝缘材料。反射绝缘材料通常由多层的、平行的高反射率箔组成,这些箔的间隔是为了将热辐射反射回其源。

示例 - 穿过墙壁的热量损失

墙壁热损失 - 示例 - 计算主要的来源热损失来自房子是通过墙壁。计算热通量通过墙壁3 m x 10 m在区域(a = 30米2)。壁厚15cm (L1),它是由砖与导热系数k1= 1.0 W / m。K(poor thermal insulator). Assume that, the indoor and the outdoor温度22°C和-8°C,以及对流传热系数w88优德备用网址 微博在内侧和外侧是h1= 10 W / m2K和h2= 30 W / m2分别K。请注意,这些对流系数强烈地依赖于环境和内部条件(风,湿度等)。

  1. 计算热通量(热损失)通过这种非绝缘墙。
  2. 现在假设保温在这堵墙的外面。使用扩展聚苯乙烯绝缘材料10厘米厚(L2)具有k的导热率2= 0.03 W / m。K和calculate the heat flux (热损失)通过这种复合墙。

解决方案:

正如所写的,许多传热过程涉及复合系统,甚至涉及两者的结合w88优德备用网址 微博传导对流。对于这些复合系统,使用总传热系数w88优德备用网址 微博,被称为的u值。u因子是由类似的表达式定义的牛顿冷却定律:

u因子-总传热系数w88优德备用网址 微博

总传热系数w88优德备用网址 微博总热阻这取决于问题的几何形状。

  1. 裸墙

假设一维传热通过平面壁,不考虑辐射,则w88优德备用网址 微博总传热系数w88优德备用网址 微博可计算为:

总传热系数 - w88优德备用网址 微博热损失计算

总传热系数w88优德备用网址 微博然后:

U = 1/ (1/10 + 0.15/1 + 1/30) = 3.53 W/m2K

热流可以简单地计算为:

q = 3.53 [W/m2K] x 30 [K] = 105.9 W/m2

通过这面墙的总热量损失为:

失利=问。A = 105.9 [W/m2x 30 [m2) = 3177 w

  1. 保温复合墙体

假设通过平面复合壁的一维传热,无热接触电阻和忽略辐w88优德备用网址 微博射,总传热系数w88优德备用网址 微博可计算为:

整体传热系数-绝w88优德备用网址 微博热计算

绝热-膨胀聚苯乙烯总传热系数w88优德备用网址 微博然后:

U = 1 / (1/10 + 0.15/1 + 0.1/0.03 + 1/30) = 0.276 W / m2K

热流可以简单地计算为:

q = 0.276 [w / m2K] x 30 [K] = 8.28 W/m2

通过这面墙的总热量损失为:

失利=问。A = 8.28 [W/m2x 30 [m2= 24w

可以看出,增加热绝缘体会显著减少热损失。它必须添加,一个添加的下一层热绝缘体不会造成如此高的节省。这可以从热阻法中更好地看出,热阻法可以用来计算通过的换热w88优德备用网址 微博复合墙。两个表面之间的稳定热传递速率等于划分总w88优德备用网址 微博量的温差热阻在那两个表面之间。

热阻方程

参考:
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参见:

热损失

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