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真空隔热板

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真空隔热板之三种典型芯材优缺点探讨

发布时间:2020-01-24 10:21:51

       真空隔热板的芯材作为真空绝热板的重要组成部分,一般是选用多孔芯材,以最大可能地增加真空绝热板的导热热阻,其作用可以概括成以下三点 。
1.用于支撑真空绝热板的壁面,以避免在抽完真空的状态下封闭的阻气膜收缩,塌瘪。
2.控制气体热传导及对流传热,芯板可以在某种程度上限制参与在 VIP 中的一些气体分子的运动空间,从而阻止气体对流和气体热传导两种传热方式。
3.红外遮蔽及散射作用,高真空度条件下,辐射传热也是热量传递的主要形式之一,此时 VIP 芯材需要能够起到对红外热辐射进行吸收、散射的作用。
       对应于 VIP 芯材的作用,为能满足真空绝热板芯材的条件,芯材需要满足以下特定的要求 。
1.多孔芯材的孔径必须足够小,这样在相对高的抽气压力下就能满足真空绝热板的真空度,纳米多孔芯材在相对高的压力环境下就能就能使得真空绝热板的导热系数满足要求。图 2 就显示了不同芯材导热系数随内部真空度的变化的关系。从图中我们可以看到在板内气体压力超过 100 Pa 时,真空绝热板的导热系数会急剧上升。
2.芯材的孔必须是开放的同时能起到好的支撑作用,这样才能使气体更容易地抽出来,以尽可能多地降低 VIP 的制作成本。
3.芯材要能有效地阻止红外辐射,以降低传热过程中的辐射传热。
不同多孔介质热导率随内部真空度的变化
图 2 不同多孔介质热导率随内部真空度的变化
       作为真空绝热材料的多孔介质芯材,一般被选作芯材的材料应具有开孔率高、孔隙特征尺寸小、有一定耐压强度和防红外辐射性能、热导率低等特点。但某一种芯材是不能满足上面所有的要求,它们都有各自的优缺点。
       现在 VIP 芯材分为颗粒型芯材,泡沫型芯材和纤维型芯材,并分别介绍了各类芯材的优缺点。颗粒型芯材真空绝热板耐压强度高、导热系数相对较大,成本高,制作过程难以控制;泡沫型芯材真空绝热板成型工艺简单,密度低,孔径小,导热系数较低,老化性能差;纤维型芯材真空绝热板导热系数低,结构稳定性稍差。
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