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真空隔熱板

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真空隔熱板(真空保溫板)之三種典型芯材優缺點探討

發布時間:2019-01-18 10:21:51

       真空隔熱板的芯材作為真空絕熱板的重要組成部分,一般是選用多孔芯材,以最大可能地增加真空絕熱板的導熱熱阻,其作用可以概括成以下三點 。
1.用于支撐真空絕熱板的壁面,以避免在抽完真空的狀態下封閉的阻氣膜收縮,塌癟。
2.控制氣體熱傳導及對流傳熱,芯板可以在某種程度上限制參與在 VIP 中的一些氣體分子的運動空間,從而阻止氣體對流和氣體熱傳導兩種傳熱方式。
3.紅外遮蔽及散射作用,高真空度條件下,輻射傳熱也是熱量傳遞的主要形式之一,此時 VIP 芯材需要能夠起到對紅外熱輻射進行吸收、散射的作用。
       對應于 VIP 芯材的作用,為能滿足真空絕熱板芯材的條件,芯材需要滿足以下特定的要求 。
1.多孔芯材的孔徑必須足夠小,這樣在相對高的抽氣壓力下就能滿足真空絕熱板的真空度,納米多孔芯材在相對高的壓力環境下就能就能使得真空絕熱板的導熱系數滿足要求。圖 2 就顯示了不同芯材導熱系數隨內部真空度的變化的關系。從圖中我們可以看到在板內氣體壓力超過 100 Pa 時,真空絕熱板的導熱系數會急劇上升。
2.芯材的孔必須是開放的同時能起到好的支撐作用,這樣才能使氣體更容易地抽出來,以盡可能多地降低 VIP 的制作成本。
3.芯材要能有效地阻止紅外輻射,以降低傳熱過程中的輻射傳熱。
不同多孔介質熱導率隨內部真空度的變化
圖 2 不同多孔介質熱導率隨內部真空度的變化
       作為真空絕熱材料的多孔介質芯材,一般被選作芯材的材料應具有開孔率高、孔隙特征尺寸小、有一定耐壓強度和防紅外輻射性能、熱導率低等特點。但某一種芯材是不能滿足上面所有的要求,它們都有各自的優缺點。
       現在 VIP 芯材分為顆粒型芯材,泡沫型芯材和纖維型芯材,并分別介紹了各類芯材的優缺點。顆粒型芯材真空絕熱板耐壓強度高、導熱系數相對較大,成本高,制作過程難以控制;泡沫型芯材真空絕熱板成型工藝簡單,密度低,孔徑小,導熱系數較低,老化性能差;纖維型芯材真空絕熱板導熱系數低,結構穩定性稍差。
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