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低温时膨胀珍珠岩导热系数特征介绍

    膨胀珍珠岩在低温时,其导热系数很小,他和几种低温绝热材料比较可见他的低温导热系数远小于膨胀蛭石及硅胶等绝热材料。
  膨胀珍珠岩粉末在低温时,传热的主要形式是粉末粒子间的传热,热辐射及气体分子的对流三种形式的总和作用。这三种粉末是随粉末粒子自身的粒度,容重,粉末层残余气体压力的改变而变化的。
                                                膨胀珍珠岩
  在低温下对导热系数有影响的因素是:压力、容重、含湿量等。
1、低温时,压力对导热系数的影响:
低温时,膨胀珍珠岩的导热系数随压力的变化有一个普遍的变化规律,即导热系数随压力的降低而减小,其变化过程分为三个部分:A 从大气压至10mm汞柱,导热系数随压力变化不大。B从10mm汞柱至0.1mm汞柱热系数随压力的降低而很快减小。C  0.1mm汞柱以下导热系数又与压力变化关系不大。
    根据分子运动论,在压力较高时,气体导热系数与n,L乘积成正比例(n单位体积的分子数,L分子平均自由程),此时,气体热量的传到是有不规则运动的分子从一层传到到另一层,压力增高单位体积分子数n增加,分子平均自由程L减少,n,L乘积变化不大,导热系数变化也不大,随着压力的降低单位体积的分子数n减少,分子平均自由程L增大,当L大于空隙的直径时,气体分子传热开始减小,传热仅与分子数n有关,因此,出现了热导系数随压力降低而极具减小的现象,当压力再降时,气体导热已经很少,n、L乘积近于恒量,故导热系数变化不大。
       低温时容重对导热系数的影响,实验证明,膨胀珍珠岩的导热系数随容重的增加而增大,在低压下,膨胀珍珠岩的导热系数随容重的增加而减小。
    导热系数随容重的变化,主要取决于粒子间的热传导和热辐射的增减,一般说来,容重增大。辐射热减少而而固体热传导增加,在常压下,容重的增加引起了固体热传导的增加,辐射热的减少,但是热传导的增加比热辐射更明显,故总的热流增加,导热系数随之增大,在低压时容重增加引起的热辐射比增加热传导更显著,故总的热流减少,导热系数降低。
                                                珍珠岩
2、低温下膨胀珍珠岩粒度对导热系数的影响
低温下,膨胀珍珠岩的导热系数随粒度的减小而降低,粒度的减小不但使颗粒的接触面积变小,固体热传导减小,而且也使热辐射流减小,所以,导热系数随之降低,当粒度小到某一程度后,辐射热和热传导反而增大,故导热系数又增大。
3、 低温时含湿量对导热系数的影响,在低温工程中,膨胀珍珠岩已广泛的应用于绝热装置上,低温增加含湿量,将对工程的绝热效果造成不良影响,经验表明,随着含湿量的增加,膨胀珍珠岩的导热系数也随之增大。
4、热壁和冷壁温度变化对导热系数的影响,在热度温度不变时,导热系数随温度降低而减小,当冷壁温度保持不变,热壁温度从273°k增至333°k时,导热系数随温度增高成线性增加。
5、绝热空间填充不同气体对导热系数的影响。实验表明,绝热空间填充不同的气体对膨胀珍珠岩的导热系数影响很大。充氢气时的导热系数为充氮气导热系数的四倍。



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