建筑穩(wěn)態(tài)熱傳遞在陶瓷應(yīng)用中的影響因素的分析
點擊次數(shù)：2706 更新時間：2020-04-17
建筑穩(wěn)態(tài)熱傳遞裝置測試方法為防護熱箱法，它是基于一維穩(wěn)態(tài)傳熱原理，模擬四季圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)件的傳熱，將構(gòu)件置于兩個不同溫度場的箱體之間，熱箱模擬室內(nèi)或夏季室外空氣溫度、風(fēng)速、輻射條件；冷箱模擬室外或夏季室內(nèi)空調(diào)房間空氣溫度、風(fēng)速。經(jīng)過若干小時的運行，整個裝置均達到穩(wěn)定狀態(tài)，形成穩(wěn)定溫度場、速度場后測量試件兩側(cè)的表面溫度、空氣溫度、熱冷側(cè)導(dǎo)流屏的表面溫度、計量箱壁內(nèi)外表面溫差以及輸入熱箱的電加熱器功率等主參數(shù)后，就可以計算出試件的傳熱系數(shù)、試件不平衡熱損、比熱阻、熱導(dǎo)率、熱冷側(cè)表面比熱阻、總比熱阻。
影響因素及改進分析
建筑穩(wěn)態(tài)熱傳遞在陶瓷中，有三種熱量傳遞方式，即對流、輻射和熱傳導(dǎo)。陶瓷導(dǎo)熱性能的高低與它的組成、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、密度、濕度、熱處理溫度、壓力等因素有關(guān)。
1、組成
傳統(tǒng)陶瓷的導(dǎo)熱性能不佳，而導(dǎo)熱率低的原因與原料離不開關(guān)系，傳統(tǒng)陶瓷的原料主要是粘土、石英、長石3大類導(dǎo)熱率不佳的天然原料。因此為了提高陶瓷導(dǎo)熱系數(shù)，須往里摻雜組分，這種方法按摻雜組分性質(zhì)的不同可以分為兩種：①向陶瓷中添加非金屬材料；②添加金屬材料。
2、氣孔
素坯在燒成過程中，坯體中因含有有機物或者無機鹽、粉料中顆粒狀的雜質(zhì)(如鐵質(zhì)、未磨細的殘渣顆粒等)以及過多玻璃相的出現(xiàn)，會產(chǎn)生較大的氣孔或氣泡。氣孔的出現(xiàn)必然會改變熱量在陶瓷材料內(nèi)部的轉(zhuǎn)移方式，對熱傳遞產(chǎn)生重大影響。
在致密度較高且處于溫度不太高的環(huán)境的陶瓷中，熱傳導(dǎo)為主要的熱傳遞方式。而在多孔陶瓷中，對流、輻射、熱傳導(dǎo)等熱量傳遞方式都存在。因此，在對陶瓷的導(dǎo)熱系數(shù)進行分析時，應(yīng)綜合考慮氣孔的孔徑大小、分布情況和連通方式。
3、內(nèi)部缺陷和顯微結(jié)構(gòu)
內(nèi)部缺陷和顯微結(jié)構(gòu)對陶瓷導(dǎo)熱系數(shù)的影響主要是由材料的聲子導(dǎo)熱機理決定的。各類缺陷都是引起聲子散射的中心，因此它們都會減小聲子平均自由程和導(dǎo)熱系數(shù)。內(nèi)部缺陷也是聲子散射的中心，這種中心越多，聲子散射所造成的能量損失也越多。因此，在尋求有效方法增加材料導(dǎo)熱系數(shù)的同時，須采取諸如添加燒結(jié)助劑、增加燒結(jié)時間等措施以減少材料內(nèi)部缺陷的出現(xiàn)。
4、熱處理過程
在陶瓷制造工藝過程中，熱處理是重要的工序之一。該過程將影響坯體的一系列物理化學(xué)變化，并影響成品的顯微結(jié)構(gòu)和礦物組成。而在熱處理過程中，陶瓷的不同組成成分也會發(fā)生不同的變化。
